機械性質
回彈性/韌度(resilience)
回彈性是材料在彎曲時能吸收多少能量、放手後又能原封不動地還回來——就像好的弓儲存你的拉力再把箭射出,或彈簧床把彈跳還給你。關鍵字是「還回來」:它是儲存在被拉長的鍵裡、可回復的彈性能,而不是耗在永久破壞裡的能量。
在應力應變曲線上,回彈性是「彈性」(直線)段底下、直到降伏點的面積。回彈模數(降伏時每單位體積儲存的能量)為 U_r =(降伏強度)^2 / (2 x E)。解讀這個式子:要儲存大量彈性能,你要高降伏強度但適中的模數(不能太剛硬),這樣材料才能彎得遠又抵抗得住。舉例:一種降伏 1000 MPa、E = 200 GPa 的彈簧鋼儲存 U_r = (1000e6)^2 / (2 x 200e9) = 2.5 x 10^6 J/m^3。
這正是彈簧材料要選高強度、中等剛度的原因——跳水板、鐘錶發條、撐竿跳的桿。別把回彈性與韌性搞混:回彈性是在「彈性」範圍內儲存並歸還的能量,而韌性是一路到斷裂所吸收的「總」能量,其中大部分化為永久(塑性)功、不會歸還。一種材料可以很有回彈性(彈簧)卻不特別韌,也可以很韌卻沒什麼回彈性。
撐竿跳選手的玻璃纖維桿深深彎曲,把助跑的能量以彈性方式儲存,再挺直、把選手拋過橫桿——高回彈性代表這份能量幾乎沒有浪費。
回彈性是曲線彈性段底下的面積——能量進去、又還回來。
回彈性(歸還的彈性能)不是韌性(斷裂前的總能量,大多為塑性、不歸還)。彈簧有回彈性;退火銅有韌性。它們是同一條曲線上不同的面積。
又稱
另見