材料的应力的定义

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料的应力的定义应力物体由于外因而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。中文名:应力外文名:stress1.应力状态物体由于外因而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,单位面积上的内力称为应力。应力是矢量,沿截面法向的分量称为正应力,沿切向的分量称为切应力。物体中一点在所有可能方向上的应力称

2、为该点的应力状态。但过一点可作无数个平面,是否要用无数个平面上的应力才能描述点的应力状态呢?通过下面的分析可知,只需用过一点的任意一组相互垂直的三个平面上的应力就可代表点的应力状态,而其它截面上的应力都可用这组应力及其与需考察的截面的方位关系来表示。应力张量如右图所示P为直角坐标系0XYZ中一变形体内的任意点,在此点附近切取一个各平面都平行于坐标平面的六面体。此六面体上三个互相垂直的三个平面上的应力分量即可表示该点的应力状态为规定应力分量的正负号,首先假设:法向与坐标轴正向一致的面为正面;与坐标轴负向一致的面为负面。进而规定:正面上指向坐标轴正向的应力为正,反之为负;负面上指向坐标轴负向的应力

3、为正,反之为负。三个正面上共有九个应力分量。此九个应力分量可写成如下矩阵形式:应力分量的第一个下标表示作用平面的法向;第二个下标表示应力作用的方向。正应力的两个下标是一样的,故用一个下标简写之。由于切应力互等定理,上列矩阵中对角的切应力是相等的,即:xy=yx,yz=zy,zx=xz。因此,此矩阵为对称矩阵,九个应力分量中六个应力分量是独立的。主应力如果作用在某一截面上的全应力和这一截面垂直,即该截面上只有正应力,切应力为零,则这一截面称为主平面,其法线方向称为应力主方向或应力主轴,其上的应力称为主应力。如果三个坐标轴方向都是主方向,则称这一坐标系为主坐标系。在塑性力学中,常将应力张量分解为:

4、式中,称为平均正应力。等号右端第一项称为球形应力张量;第二项可记为:称为应力偏量张量。应力张量不变量在求解主应力的过程中会得到以主应力为未知数的三次方程,叫做状态方程2。状态方程的三个系数唯一由主应力确定,而一点的主应力是唯一的,这样就得到了不随坐标变化的三个量,叫作应力张量不变量。3平衡微分方程以上说明的都是一点的应力状态,而物体内部不同点的应力状态一般是不同的,那么如何描述相邻点间的应力变化关系呢?以物体内某一点P(x,y,z)为顶点截取边长分别为dx,dy,dz的直角平行六面体微元,另一个顶点的坐标则为(x+dx,y+dy,z+dz)。根据静力平衡方程,并处理掉高阶小量,得到应力平衡微分

5、方程。4分类?正应力与剪应力单位:Pa,Psi?拉应力与压应力一个圆柱体两端受压,那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。压应力就是指使物体有压缩趋势的应力。不仅仅物体受力引起压应力,任何产生压缩变形的情况都会有,包括物体膨胀后。另外,如果一根梁弯曲,不管是受力还是梁受热不均而引起弯曲,等等,弯曲内侧自然就受压应力,外侧就受拉应力。其实,拉应力表示正值的正应力,压应力表示负值的正应力。应力的单位为Pa。1Pa=1N/m2工程实际中应力数值较大,常用MPa或GPa作单位1MPa=106Pa1GPa=109Pa5测量工具应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号,而转化为电

6、信号进行分析和测量。方法是:将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。通过惠斯通电桥,便可以将这种电阻的比例关系转化为电压。然后不同的仪器,可以将这种电压的变化转化成可以测量的数据。对于应力仪或者应变仪,关键的指标有:测试精度,采样速度,测试可以支持的通道数,动态范围,支持的应变片型号等。并且,应力仪所配套的软件也至关重要,需要能够实时显示,实时分析,实时记录

7、等各种功能,高端的软件还具有各种信号处理能力。另外,有一些仪器是通过光谱,膜片等原理设计的。6危害?开裂因为应力的存在,在受到外界作用后,会诱使应力释放而在应力残留位置开裂。开裂主要集中在浇口处或过度填充处。?翘曲及变形土体应力计算补充一、力学基础知识材料力学研究物体受力后的内在表现,即变形规律和破坏特征。一、材料力学的研究对象材料力学以“梁、杆”为主要研究对象。二、材料力学的任务材料力学的任务:在满足强度、刚度、稳定性的要求下,以最经济的代价,为构件确定合理的形状和尺寸,选择适宜的材料,而提供必要的理论基础和计算方法。强度:杆件在外载作用下,抵抗断裂或过量塑性变形的能力。刚度:杆件在外载作用

8、下,抵抗弹性变形的能力。稳定性:杆件在压力外载作用下,保持其原有平衡状态的能力。如:自行车结构也有强度、刚度和稳定问题;大型桥梁的强度、刚度、稳定问题强度、刚度、稳定性三、基本假设1、连续性假设:物质密实地充满物体所在空间,毫无空隙。2、均匀性假设:物体内,各处的力学性质完全相同。3、各向同性假设:组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。4、小变形假设:材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小,故对构件进行受力分析时可忽略其变形。假设四、杆件变形的基本形式五、内力?截面法?轴力1、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成。2、截面法内力的计算是分析构件强度

9、、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1、材料的三个弹性常数是什么?它们有何关系?材料的三个弹性常数是弹性模量E,剪切弹性模量G和泊松比,它们的关系是G=E/2(1+)。2、何谓挠度、转角?挠度:横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移。转角:横截面绕其中性轴旋转的角位移。3、强度理论分哪两类?最大应切力理论属于哪一类强度理论?.研究脆性断裂力学因素的第一类强度理论,其中包括最大拉应力理论和最大伸长线应变理论;.研究塑性屈服力学因素的第二类强度理论,其中包括最大切应力理论和形状改变能密度理论。4(来自:写论文网:材料的应力的定义)、何谓变形固体?在材料力学中对变形固体有哪些基本假

10、设?在外力作用下,会产生变形的固体材料称为变形固体。变形固体有多种多样,其组成和性质是复杂的。对于用变形固体材料做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时,为了使问题得到简化,常略去一些次要的性质,而保留其主要性质。根据其主要的性质对变形固体材料作出下列假设。1.均匀连续假设。2.各向同性假设。3.小变形假设。5、为了保证机器或结构物正常地工作,每个构件都有哪些性能要求?强度要求、刚度要求和稳定性要求。6、用叠加法求梁的位移,应具备什么条件?用叠加法计算梁的位移,其限制条件是,梁在荷载作用下产生的变形是微小的,且材料在线弹性范围内工作。具备了这两个条件后,梁的位移与荷载成线性关系,因此梁上每个荷载

11、引起的位移将不受其他荷载的影响。7、列举静定梁的基本形式?简支梁、外伸梁、悬臂梁。8、列举减小压杆柔度的措施?加强杆端约束减小压杆长度,如在中间增设支座选择合理的截面形状,在截面面积一定时,尽可能使用那些惯性矩大的截面。9、欧拉公式的适用范围?只适用于压杆处于弹性变形范围,且压杆的柔度应满足:1=10、列举图示情况下挤压破坏的结果?一种是钢板的圆孔局部发生塑性变形,圆孔被拉长;另一种是铆钉产生局部变形,铆钉的侧面被压扁。11、简述疲劳破坏的特征?构件的最大应力在远小于静应力的强度极限时,就可能发生破坏;即使是塑性材料,在没有显著的塑性变形下就可能发生突变的断裂破坏;断口明显地呈现两具区域:光滑

12、区和粗糙区。12、杆件轴向拉伸时的强度条件可以解决哪几面的问题?强度校核。已知杆件的尺寸、承受的载荷以及材料的许用应力,验证强度条件不等式是否成立。截面设计。已知杆件承受的载荷以及材料的许用应力,确定杆件的横截面尺寸,再由横截面积进而计算出相关的尺寸。确定许可载荷。已知杆件的尺寸及材料的许用应力,确定结构或机器的最大载荷,得到最大轴力后,再由平衡条件确定机器或结构的许可载荷。13、在推导纯弯曲正应力公式时,作了哪些基本假设?平面假设:梁弯曲变形后,其横截面仍然保持为一平面,并仍与变形后梁的轴线垂直,只是转了一个角度。这个假设称为平面假设。14、正应力的“正”指的是正负的意思,所以正应力恒大于零

13、,这种说法对吗?为什么?这种说法不对。正应力的“正”指的是正交的意思,即垂直于截面。其本身有正负规定:拉为正,压为负。15、简述梁弯曲时,横截面上的内力剪力和弯矩的正负符号的规定?剪力如对梁段内任意点有产生顺时针转向趋势为正,反之为负。弯矩如使梁段弯曲变形的下凸者为正,反之为负。16、试述影响构件疲劳极限的因素?因素:构件的外形的影响构件尺寸的影响表面质量的影响表面强度的影响。17、何谓弹性变形和塑性变形?弹性变形载荷撤除后,可完全恢复的变形塑性变形载荷撤除后,不可恢复的变形18、试简述提高梁高弯曲强度的主要措施。选用合理的截面采用变截面梁适当布置载荷和支座位置19、内力和应力有何区别?有何联

14、系?两者概念不同:内力是杆件收到外力后,杆件相连两部分之间的相互作用力:应力是受力杆件截面上某一点处的内力分布集度,提及时必须明确指出指出杆件、截面和点的位置两者单位不同:内力KN、KNm,同力或力偶的单位;应力N/m2或N/mm2,Pa(帕)或MPa两者的关系:整个截面上各点处的应力总和等于该截面上的内力。在弹性范围内,应力与内力成正比。20、为什么不用危险应力作为许用应力?不允许超过的应力值统称为极限应力,也叫危险应力。为了保证构件能安全地工作,还须将其工作应力限制在比极限应力更低的范围内,也就是将材料的破坏应力打一个折扣,即除以一个大于1的系数n以后,作为构件工作应力所不允许超过的数值,这个应力值称为材料的许用应力。如果直接把危险应力作为许用应力,构件破坏的几率大些,不能保证构件充分的安全。21、当传递的功率不变时,改变轴的转速对轴的强度和刚度有什么影响?M=9550N/n,=T/W=T/GIP180/?。n提高,M降低;T降低,则、都降低,提高了轴的强度和刚度。n降低,M提高;T提高,则、都提高,降低了轴的强度和刚度。22、何为主应力?何为主平面?剪应力等于零的平面,叫主平面;主平面上的正应力叫主应力。23、材料有哪两种基本破坏形式?铸铁试件的扭转破坏,属于哪一种破坏形式?各种材料因强度不足而发生的破坏形式是不同的,但主要的破坏形式

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