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    胡克定律(Hooke"s law),又譯為虎克定律,是力學彈性理論中的一條基本定律,表述為:固體材料受力之後,材料中的應力與應變(單位變形量)之間成線性關係。滿足胡克定律的材料稱為線彈性或胡克型(英文Hookean)材料。

    胡克定律的表示式為F=k·x或△F=k·Δx,其中k是常數,是物體的勁度(倔強)係數。

    在國際單位制中,F的單位是牛,x的單位是米,它是形變數(彈性形變),k的單位是牛/米。倔強係數在數值上等於彈簧伸長(或縮短)單位長度時的彈力。

      彈性定律是胡克最重要的發現之一,也是力學最重要基本定律之一。在現代,仍然是物理學的重要基本理論。

    胡克的彈性定律指出:彈簧在發生彈性形變時,彈簧的彈力Ff和彈簧的伸長量(或壓縮量)x成正比,即F= -k·x。k是物質的彈性係數,它由材料的性質所決定,負號表示彈簧所產生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。

      為了證實這一定律,胡克還做了大量實驗,製作了各種材料構成的各種形狀的彈性體。

    材料力學和彈性力學的基本規律之一。由R。胡克於1678年提出而得名。胡克定律的內容為:在材料的線彈性範圍內,固體的單向拉伸變形與所受的外力成正比;也可表述為:在應力低於比例極限的情況下,固體中的應力σ與應變ε成正比,即σ=Εε,式中E為常數,稱為彈性模量或楊氏模量。

    把胡克定律推廣應用於三向應力和應變狀態,則可得到廣義胡克定律。胡克定律為彈性力學的發展奠定了基礎。各向同性材料的廣義胡克定律有兩種常用的數學形式:

      σ11=λ(ε11+ε22+ε33)+2Gε11,σ23=2Gε23,

      σ22=λ(ε11+ε22+ε33)+2Gε22,σ31=2Gε31,(1)

      σ33=λ(ε11+ε22+ε33)+2Gε33,σ12=2Gε12,及

      式中σij為應力分量;εij為應變分量(i,j=1,2,3);λ和G為拉梅常量,G又稱剪下模 量;E為彈性模量(或楊氏模量);v為泊松比。

    λ、G、E和v之間存在下列聯絡: 式(1)適用於已知應變求應力的問題,式(2)適用於已知應力求應變的問題。

      根據無初始應力的假設,(f 1)0應為零。對於均勻材料,材料性質與座標無關,因此函式 f 1 對應變的一階偏導數為常數。因此應力應變的一般關係表示式可以簡化為

      上述關係式是胡克(Hooke)定律在複雜應力條件下的推廣,因此又稱作廣義胡克定律。

      廣義胡克定律中的係數Cmn(m,n=1,2,…,6)稱為彈性常數,一共有36個。

      如果物體是非均勻材料構成的,物體內各點受力後將有不同的彈性效應,因此一般的講,Cmn 是座標x,y,z的函式。

      但是如果物體是由均勻材料構成的,那麼物體內部各點,如果受同樣的應力,將有相同的應變;反之,物體內各點如果有相同的應變,必承受同樣的應力。

      這一條件反映在廣義胡克定理上,就是Cmn 為彈性常數。

      胡克的彈性定律指出:在彈性限度內,彈簧的彈力f和彈簧的長度變化量x成正比,即F= kx。k是物質的彈性係數,它由材料的性質所決定,負號表示彈簧所產生的彈力與其伸長(或壓縮)的方向相反。

      彈簧的串並聯問題

      串聯:勁度係數關係1/k=1/k1+1/k2

      並聯:勁度係數關係k=k1+k2

      注:彈簧越串越軟,越並越硬。

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