等向性材料

等向性材料概念

在多數材料中，雖然材料上從一點到另一點的彈性特性不同，但是材料上每個點的彈性特性是相同的；這種材料被認為是各向同性的。在各個點上具有相同屬性的各向同性材料被認為是均質的(如低碳鋼)。

各向異性材料

在不同方向具有不同彈性特性的材料被認為是各向異性的。

正交各向異性材料

雖然結構材料在不同方向具有不同的彈性特性，但是這一變化受限制，比如，對於木材，材料有兩個彈性模量值，一個是在木材紋理方向，一個是在橫紋方向。在三個互相垂直方向具有不同的彈性特性的材料被認為是正交各向異性的。

工程材料試驗

工程材料屬性主要由規定大小和形狀的樣機試驗來決定。該試驗可能是靜態或動態試驗，主要取決於研究的特殊性，也許最常用的力學靜態試驗是在各種材料中進行的拉力和壓力試驗。黑色及有色金屬受到兩種形式的試驗，而壓力試驗通常在多數非金屬材料中進行。其他靜態試驗包括彎曲試驗、剪下試驗和硬度試驗，韌度材料
(即能抵抗衝擊載荷)由衝擊試驗確定。

等向性、異向性材料的製造

例如深拉延用板料，為了有最好的拉延性要求板面內各方向具有等向性(二維等向性)，但是厚度方向卻不必有與板面內所有方向相同的等向性(三維等向性)。還有，電器、電機用的矽鋼片，是用磁性異向性材料製造的。這些材料都可用某種塑性加工配合適當的熱處理來製造。

材料及焊件尺寸

焊接母材為7075一T6鋁合金，其物理屬性是隨著溫度變化的，如圖1所示；其熱物理性能與機械性能隨溫度的變化關係，如圖2所示。高強度鋁合金7075一T6的熔點介於477°C～638℃之間，本研究假設為500%。由於泊松比在熔化過程中變化不大，模擬中假設為常數0．33。

根據焊接屬於大變形的特點，尤其是鋁合金材料，使用雙線性來表示應力一應變曲線，所以有彈性和塑性兩個斜率。塑性選用的是雙線性等向硬化模型(Bilinear Isotropic Hardening)，使用等向硬化的Von Mises屈服準則，所以含有包辛格效應(Bauschinger Effect)，這個選項一般用於初始等向性材料的大應變問題。

焊接工件為平板，尺寸為160×120×6mm³。在模擬分析中，由於焊縫兩邊幾何尺寸完全對稱，因此只取一半分析以節省計算時間。本研究之焊接條件采單V形坡口方式對接焊，共有0°、45°、60°和90°四種不同的角度。不同角度之單V坡口代表不同的填充金屬量與熔化金屬量。許多研究者均指出，在不損及材料的功能及強度下，減少焊縫填充金屬量有助於減少焊件的熱輸入量和角變形。

玻璃

玻璃是以石英砂、純鹼、石灰石等無機氧化物為主要原料，與某些輔助性原料經高溫熔融，成型後經過冷卻而成的固體。與陶瓷不同的是，它是無定形非結晶體的均質同向性材料。

玻璃是現代室內設計的主要材料之一。隨著現代建築發展的需要和玻璃製作技術上的飛速進步，玻璃正在向多品種、多功能方面發展。玻璃由過去單純的採光和裝飾功能，逐漸向著控制光線、調節熱量、節約能源、控制噪聲、降低建築自重、改善建築環境、提高建築藝術等多種功能發展，而且具有高度裝飾性和多種適用性的玻璃新品種也不斷出現，為室內設計提供了更多選擇的可能性。

等向性材料

基本介紹