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应力

2023-10-07 12:33

固体被假定为刚体,但在现实生活中,没有物体是完全刚性的。当对所有固体施加力时,它们的形状都会改变。例如,每当弹簧被压缩时。弹簧会改变其尺寸,但一旦力移除就会恢复到原来的位置。固体的这种性质称为弹性,在这个过程中引起的变形称为弹性变形。有些材料不表现出弹性特性。例如,如果对一滩泥施加力,它只会改变其形状而没有阻力。这些物体称为塑料,它们的特性称为可塑性。让我们仔细看看弹性体和弹性。

应力和应变

当力施加在本质上具有弹性的物体上时,它们会产生临时变形,具体取决于材料的特性。这种变形通常是看不见的,但它会产生一种恢复力,使身体恢复到自然状态。恢复力的大小等于施加在身体上的力。 应力定义为单位面积的恢复力。

设 F 为施加在身体上的力的大小,A 为面积,

压力 =

SI 应力单位以 N/m 2 或帕斯卡 (Pa) 为单位。应力的量纲公式为 [ML -1 T -2 ]。

压力可以分为三类。考虑一个例子来了解力在这些应力中的作用:

  1. 拉伸/压缩应力 :在此应力下,力垂直于圆柱体的横截面。在这种情况下,单位面积的恢复力称为拉应力。为了以防万一,这些力会导致气缸压缩。每单位的恢复力称为压应力。
  2. 剪切应力:平行于圆柱体横截面积施加力时。每单位面积的弹性得到发展。在这种情况下,它被称为剪切应力。
  3. 液压应力:当力施加到整个身体时。在这种情况下,单位面积产生的恢复力称为水应力。

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纵向应变由长度变化与总原始长度的比率给出。

设原长度为L,长度变化为

纵向应变 =

? w==/} 且 L = 1 m

将值代入方程,

纵向应变 =

⇒ 纵向应变 =

⇒ 纵向应变 = 0.1

问题2:半径为1.5m的钢球在受到水压力时,尺寸会缩小到长度为1.4m。求体积应变。

答案:

问题 3:当施加液压时,边长为 1 m 的立方体的尺寸会缩小到长度为 0.5 m。求体积应变。

答案:

问题4:边长1.5m的正方体,受到100N的压缩力时,边长缩小到0.5m。求压应力。

答案:

问题5:边长2m的正方体在受到500N的压缩力时,长度缩小到0.5m。求压应力。

答案: