從材料力學(xué)角度解釋冬天水管破裂而冰沒有碎

水水5

不知道我這題目算不算理論探討高端。
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: a' [6 r8 J. O  c* Y! [這個(gè)題目是材料力學(xué)第八章強(qiáng)度理論中的課后思考題,，話說當(dāng)年我也去問老師來,，老師也說的很像網(wǎng)上的，什么三向受壓合力為零,，我現(xiàn)在覺得網(wǎng)上的這個(gè)答案很可笑,。冰的膨脹肯定受到了一定的限制，體積比不受水管禁錮時(shí)小,。合力為零了怎么還縮小,。考慮內(nèi)力,，任何一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)的合力都為零,。那水管的合力也為零，怎么就破了,？

' @& t2 m5 H& {5 D0 G2 R說說我的看法,。不對(duì)請(qǐng)大俠批評(píng)，算是拋磚吧,。不知道我這能不能算上磚,。

4 f. p* u$ A" x( H! r2 D強(qiáng)度理論中分兩大類，脆性材料的主要破壞形式是脆性斷裂,，第一第二強(qiáng)度理論適合,。冰屬于脆性材料，根據(jù)第二強(qiáng)度理論,，由于三向受壓,，其最大應(yīng)變小，不足以達(dá)到極限應(yīng)變,；且根據(jù)公式等效應(yīng)力等于三者差,，當(dāng)然還有個(gè)泊松比系數(shù)，所以三向受壓基本不可能破壞,。

水管屬于塑性材料,，破壞形式是塑性屈服,。適用于第三第四強(qiáng)度理論。三向受拉恰是最壞的情況,，形狀改變比能最大,，所以會(huì)破壞。

假想一下,，冰里面包了個(gè)鐵塊,，鐵塊也會(huì)有裂紋的吧
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水水5

其實(shí)我覺得我自己仍然不懂。大俠們討論一下吧

成形極限

三向受壓如果均等,，去除球張量,，沒有剪應(yīng)力成份，不可能破壞

成形極限

你需要好好理解強(qiáng)度理論所述的破壞條件

逍遙處士

那個(gè)合力說的是外力,。外為陽內(nèi)為陰,，內(nèi)外不同。

原諒我今天

俺力學(xué)學(xué)得不好,，不過俺覺得“冰沒有碎”這個(gè)說法未必能反映真實(shí)情況,。俺覺得它本來就是碎的，因?yàn)橛辛藖碜运�管�?nèi)壁的壓力它才結(jié)成一整塊的,。俺這純屬臆測(cè),，如果覺得不對(duì)，可以無視,。

LIAOYAO

一個(gè)簡單受力問題,，畫幾個(gè)矢量去理解就容易。

, Y3 F8 c+ b4 h$ l6 A通篇文字只會(huì)更暈人,。

愛貓人士薛定諤

其實(shí)我想求張圖,，以前家里冬天也壞過水管，但沒仔細(xì)看
3 s; e+ t4 E0 c在水管破壞之前,，理論上冰不會(huì)裂開，但破壞是個(gè)動(dòng)態(tài)過程,，一般來說不會(huì)爆裂的,，破壞的時(shí)候即使冰裂了,，也彈不出來，也會(huì)連在上面的

zerowing

咱換個(gè)說法吧,。你別去考慮什么水管還是冰�,，F(xiàn)在我們手上就是一個(gè)正四面體的春體單晶體。俺就這么給你比喻下,。
你自己想想,，均勻的去全面壓這個(gè)正四面體會(huì)導(dǎo)致這個(gè)四面體解體嗎？而均勻的去拉這個(gè)四面體,，會(huì)解體嗎,？想明白了，再看這個(gè)問題就容易了,。
然后,，總的來說。材料被破壞,，本質(zhì)上是分子間或者晶體間的引力關(guān)系被拉斷,。即使是脆性材料的受壓破壞，也必然是在另外的方向上受拉斷裂,。所以,，說材料三向均壓不會(huì)被破壞是有道理的。
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1007344277

我感覺冰與金屬根本就不是一回事,，根本原理上就不是一回事,，水管的凍裂不涉及相變，只是單純的熱脹冷縮導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫,，水的結(jié)冰是由內(nèi)而外結(jié)晶的過程,，這也就是為什么水的結(jié)冰是熱脹冷縮的特例。水結(jié)冰時(shí)膨脹,，將出現(xiàn)細(xì)微裂縫的水管漲裂,，就是這樣的