应力
stress
定义:通过作用点给定物体单位平面上作用的力。
学科:机械工程_机械强度_一般名词
相关名词:弹性形变 塑性形变 弹性模量 屈服强度 抗拉强度
2024年3月29日,江西九江,南铁九江桥工段湖口线路车间组织职工在琵琶湖站开展应力放散施工。图片来源:视觉中国
【延伸阅读】
应力是指材料在受到外力作用时单位面积上所承受的力,同时外力能让物体产生形变。这种变形可以是弹性形变,也可以是塑性形变,甚至可能是断裂。应力就是描述这种变形过程中,物体内部各部分之间相互作用力的物理量。它的大小和方向都与外力的大小、方向和物体的形状、尺寸有关。
在材料科学中,应力是评估材料力学性能的重要指标之一。通过测量材料在受力过程中的应力-应变关系,可以了解材料的弹性模量、屈服强度、抗拉强度等关键参数。这些参数对于材料的选择、设计和使用都至关重要。
在结构工程中,应力分析是确保结构安全性的重要手段。工程师需要对结构进行详细的应力分析,以确定结构在承受各种载荷时的应力分布和大小。这有利于发现结构中的薄弱环节和潜在的危险点,从而采取相应的加固措施。
此外,应力还与疲劳、断裂等力学现象密切相关。疲劳是指材料在反复受力过程中逐渐发生损伤和破坏的现象。断裂则是指材料在受到足够大的应力作用时突然发生破坏的现象。这两种现象都涉及应力的积累和释放过程,对于材料的选择和使用都提出了严格的要求。
在日常生活和工业生产中,时常用到应力来解决实际问题。许多食品包装袋在封口处会留有缺口或小切缝,这些缺口在撕开时会由于应力集中而产生很大的应力,使得撕开塑料袋变得更容易。在砍树时,先在树根不远处砍一个三角形口子,利用应力集中的现象,可以更容易地将树推倒,节省时间和力气。切割玻璃时,通常先用金刚石刀在玻璃表面划一刀痕,然后掰断玻璃,这也是利用了应力集中的现象。
应力在机械工程中还有一些特殊的应用。例如,在应力松弛实验中,可以通过施加恒定的外力来观察材料的应力随时间变化的情况,从而了解材料的松弛行为和蠕变特性。这些信息对评估材料的长期性能和耐久性具有重要意义。通过深入研究应力的性质和应用,我们可以更好地了解机械部件的力学行为,优化其设计和制造工艺,提高其性能和寿命。
责任编辑:张鹏辉