文章內容目錄
應力和應變
應力是物體受到外力作用後,在單位面積上產生的應變。材料的應力與應變之間具有密切關聯性,反映出材料對外力的抵抗能力。


壓應力和拉應力
拉應力是物體受到背向外力時,沿軸線方向產生的抵抗應力。拉應力的數值為正值,表示受力方向和麪積對外法向相同。
壓應力通常以正值表示,表明物體受到擠壓。壓應力的方向與面積對外法向相反,數值常為負值。
應力的表示方法
應力的符號可以採用希臘字母 σ(Sigma)。拉應應力和壓應應力用不同的符號表示。
類型 | 符號 | 定義 | 數值 |
---|---|---|---|
拉應應力 | σt | 正應力 | 正值 |
壓應應力 | σc | 正應力 | 負值 |
應力和材料性質
不同材料的應力特性不同,與材料的彈性模量、泊松比等性質密切相關。材料在外力作用下產生的應力和應變可以通過應力應變曲線表示。
拉應力
拉應力是施加在物體上的力,使物體拉伸或變長。當拉應力作用在物體上時,物體會產生相反的拉力以抵抗變形。拉應力的單位通常為帕斯卡(Pa)或千克力每平方公分(kgf/cm²)。
拉應力的類型
拉應力可分為以下幾種類型:
類型 | 描述 |
---|---|
軸向拉應力 | 沿物體長度的方向施加的拉應力。 |
彎曲拉應力 | 由於彎曲作用而產生的拉應力。 |
剪切拉應力 | 平行於物體表面施加的拉應力。 |
拉應力的影響
拉應力會對物體產生以下影響:
- 拉伸:物體變長。
- 變形:物體的形狀或尺寸發生變化。
- 應變:物體的長度或體積發生變化。
- 斷裂:當拉應力超過物體的抗拉強度時,物體會斷裂。
計算拉應力
拉應力的計算公式為:
σ = F / A
其中:
- σ 為拉應力(Pa)
- F 為作用力(N)
- A 為受力面積(m²)
拉應力的應用
拉應力廣泛應用於各種領域,包括:
- 建築:計算橋樑、建築物和結構的承載能力。
- 機械工程:設計發動機、變速箱和機械元件。
- 材料科學:評估材料的強度和韌性。
- 生物力學:研究骨骼、肌肉和組織承受拉應力的能力。
避免拉應力損壞
為了避免拉應力損壞,可以採取以下措施:
延伸閲讀…
壓應力- 維基百科,自由的百科全書
基本概念
- 加固元件:使用較強的材料或增加受力面積。
- 重新設計結構:將拉應力分佈到多個元件上。
- 使用彈性材料:使用能夠在拉應力下恢復其形狀的材料。
- 避免過度載荷:確保拉應力不超過物體的抗拉強度。