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应力和应变

应力和应变

发布日期:2016-12-21 15:02    浏览次数:

    当我们对任何一个结构施加作用力(载荷),或对任何一个容器进行加压时,就会在材料中产生应力。
    应力的定义是材料单位面积上所受的作用力,根据物体的结构和加载方式的不同,物体内出现的应力状态也不同,分别有拉应力、压应力和剪切应力,如图一所示。实际物体结构中的应力要复杂得多,通常是这三种应力的组合。当我们只通过某个指定点在物体上施加作用力时,也会产生通过整个结构的作用力,而且物体内各点的大小和方向是不一样的,由此人们将物体内的应力称为应力场,数学上通常将应力场用如下应力张量来描述:


                                      图一   应力状态示意图

    应力所产生的变形称为应变,应变通过分数或百分数表示如下:

在应力和应变很小的条件下,固体材料是弹性的性质,而且应力与应变成比例:

    当作用应力达到较高值的条件下,材料将会发生塑性(永久的)变形。
    应力的单位与压强的单位相同:Kg/cm2 和 MPa。圆柱形压力容器如图二所示:

图二    圆柱形压力容器的应力

    内压力P作用下的薄壁圆柱形压力容器筒体承受两个方向的拉伸应力,即轴向应力L和环向应力C:


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