應變是什麼?

General 更新 2023年10月15日

什麼是應力應變

物體由於外因(受力、溼度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,併力圖使物體從變形後的位置回覆到變形前的位置。在所考察的截面某一點單位面積上的內力稱為應力。同截面垂直的稱為正應力或法嚮應力,同截面相切的稱為剪應力或切應力。應力會隨著外力的增加而增長,對於某一種材料,應力的增長是有限度的,超過這一限度,材料就要破壞。對某種材料來說,應力可能達到的這個限度稱為該種材料的極限應力。極限應力值要通過材料的力學試驗來測定。將測定的極限應力作適當降低,規定出材料能安全工作的應力最大值,這就是許用應力。材料要想安全使用,在使用時其內的應力應低於它的極限應力,否則材料就會在使用時發生破壞。 工程構件,大多數情形下,內力並非均勻分佈,通常“ 破壞”或“ 失效”往往從內力集度最大處開始,因此,有必要區別並定義應力概念。

什麼叫應變

材料在外力作用下形狀變化的量

應力應變的概念

應力和壓強的概念差不多,就是指單位面積上所受的力的大小,單位和壓強一樣:帕、千帕、兆帕等等。在流體力學中一般習慣用壓強,在固體力學中一般習慣用應力這種稱呼。至於應變,就是變形量與原來的尺寸的比值。比如,你用力拉一根長一米的鐵絲,結果弧絲伸長了1mm,則應變即為1mm/1米=0.001。習慣上將拉應力、拉應變定義為正值,但也有例外,不再列舉了,希望你能聽懂。

應變的單位是什麼

長度/長度=數值

~所以應變無量綱單位,要是非得有單位的話就是 1或者是100%

什麼是應力?什麼是應變

一、應力

所謂“應力”是在施加的外力的影響下物體內部產生的力。如圖1所示在圓柱體的項部向其垂直施加外力P的時候物體為了保持原形在內部產生抵抗外力的力——內力。該內力被物體這裡是單位圓柱體的截面積所除後得到的值即是“應力”或者簡單地可概括為單位截面積上的內力單位為Pa帕斯卡或N/m2。例如圓柱體截面積為A(m2),所受外力為P(N牛頓)由外力=內力可得應力:

σ=P/A(Pa或者N/m2)

這裡的截面積A與外力的方向垂直所以得到的應力叫做垂直應力。

二、應變

當單位圓柱體被拉伸的時候會產生伸長變形ΔL那麼圓柱體的長度則變為L+ΔL。這裡由伸長量ΔL和原長L的比值所表示的伸長率或壓縮率就叫做“應變”記為ε。

ε=△L/L

與外力同方向的伸長(或壓縮)方向上的應變稱為“軸嚮應變”。應變表示的是伸長率或壓縮率屬於無量綱數沒有單位。由於量值很小(1×10-6百萬分之一)通常單位用“微應變”表示或簡單地用μE表示。而單位圓柱體在被拉伸的狀態下變長的同時也會變細。直徑為d0的棒產生Δd的變形時直徑方向的應變如下式所示

ε2=-△d/d0

這種與外力成直角方向上的應變稱為“橫向應變”。軸嚮應變與橫向應變的比稱為泊松比記為υ。每種材料都有其固定的泊松比且大部分材料的泊松比都在0.3左右。

υ=|ε2/ε1|=0.3

三、應力與應變的關係

各種材料的應變與應力的關係已經通過實驗進行了測定。圖2所示為一種普通鋼材軟鐵的應力與應變關係圖。根據胡克定律在一定的比例極限範圍內應力與應變成線性比例關係。對應的最大應力稱為比例極限。

應力與應變的比例常數E 被稱為彈性係數或揚氏模量不同的材料有其固定的揚氏模量。綜上所述雖然無法對應力進行直接的測量但是通過測量由外力影響產生的應變可以計算出應力的大小。

應變是什麼意思

應變[yìng biàn]釋義:

1.對突發性事件的一種應付 2.由外力使物體尺寸或形狀發生相對變化的現象,常以百分數(%)表示

材料的應力與應變是什麼關係

單位面積上的力叫應力,單位力產生的變形叫應變。

什麼是應變 5分

參考《維基百科》:zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BA%94%E5%8F%98

應變 (物理學):在力學中定義為一微小材料元素承受應力時所產生的單位長度變形量。

應變 (社會學):亦做緊急應變。在災害管理中,指的是在災害即將發生、發生時、發生後不久,為了減少生命財產衝擊所採取的各項措施。詳見緊急應變。

參考《互動百科》:www.baike.com/wiki/%E5%BA%94%E5%8F%98

①對突發性事件的一種應付。 ~能力

② 由外力使物體尺寸或 形狀發生相對變化的現象,常以百分數(%)表示,無量綱。

什麼是大應變、小應變?

在連續介質範疇內

小變形是指位移的二階導數相比一階導數可以忽略不計

大變形則不可忽略二階導數

小變形在計算中不需要考慮移動座標就可以滿足精度要求;大變形則為了保證計算精度則要移動座標。

大應變就是彈性屈服超過極限,小應變就是在塑性變形範圍之內的,

變形和小應變分析假定位移小到足夠使所得到的剛度改變無足輕重。大應變分析說明由單元的形狀和取向改變導致的剛度改變。

如何區分大應變與小應變,不同的領域有不同的考量,例如土動力學中一般將0.01 %的應變量級作為大應變與小應變的界限(參見王傑賢.動力地基與基礎),對於土的靜力變形問題,有的學者甚至認為0.5 %也屬小應變;而在基樁檢測中,大應變指承載力檢測,小應變指完整性檢測

大變形問題一般指幾何非線性問題

在彈塑性力學與有限元法中,小變形假設指物體發生的位移遠小於物體自身的幾何尺度,同時材料的應變遠小於1,在此前提下,建立物體或微元體的平衡條件時可不考慮物體的位置和形狀的變化。因此分析中不必區分變形前與變形後的位置和形狀,而且在加載和變形過程中的應變可以用位移一次項的線性應變進行度量

如若該問題不滿足小變形假設,則為大變形問題,其平衡條件應如實建立在變形後的位置和形狀上,以考慮變形對平衡的影響,同時應變也應包括位移的二次項,即平衡方程與幾何關係均為非線性,即為幾何非線性問題

大變形問題可分為大變形小應變問題、大變形大應變問題

大變形小應變問題指儘管位移和轉動相當大,但應變很小,甚至材料處於彈性階段,例如結構工程中的穩定問題

大變形大應變問題指位移和轉動相當大的同時應變較大,例如岩土工程中的土體大變形問題,當然這裡需要引入材料非線性

參見 王勖成. 有限單元法. 清華大學出版社. 2003.

用樁體完整性測試儀檢測樁基簡稱小應變。小應變只能用來檢測樁身的完整性的,有無斷樁,頸縮等現象。不能提供承載力。

在樁身兩側直接粘貼電阻應變片或者其它應變傳感器結合機械結構反覆加載進行樁基試驗的方法簡稱大應變。大應變可以提供承載力,但是誤差可達到20%。

直接在樁基上緩慢地增加荷載來進行樁基試驗的方法簡稱靜載試驗。靜載是最直觀,最準確的辦法。但因它是有損性檢測,且檢測週期長、設備龐大、費用高,實際上只能是小比例抽檢,而難以對樁基進行大比例的質量及承載力普查。所以靜載試驗不能成為樁基礎質量全面檢測的手段。

《建築基樁檢測技術規範》(JGJ 106-2003)對樁基檢測有要求,但各地對規範的理解不同,執行也有區別。如深圳市對樁基檢測的基本規定是靜載1%且不少於3枚,大應變3%且不少於5枚,小應變基本是100%了。

什麼是應變模態

應變模態是由振型(位移)一階、二階導數概念衍生的,是單一測試動力的一種方法。

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