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應(yīng)變和應(yīng)力的關(guān)系是什么?
作者:網(wǎng)站管理員 來源: 本站原創(chuàng)日期:2023-06-20 08:53:22 點擊:541屬于:技術(shù)知識
什么是應(yīng)變?什么是應(yīng)力?對于非相關(guān)專業(yè)的朋友來說可能有疑問,網(wǎng)上搜到的答案有的過于專業(yè)看不太懂,沒關(guān)系,潤息今天以通俗的方式,結(jié)合應(yīng)變計在工程上的應(yīng)用來給大家闡述下我們對應(yīng)力應(yīng)變的理解。
1.什么是應(yīng)變?什么是微應(yīng)變?應(yīng)變的單位是什么?
首先,安全監(jiān)測行業(yè)絕大部分是測量被測結(jié)構(gòu)物的變形,過大的變形可能會引發(fā)事故。比如結(jié)構(gòu)物開裂、下沉、與固定不動的參照物之間的位移等,這些都是肉眼可見的比較大的變形,用測縫計、靜力水準(zhǔn)儀、位移計等能測出以毫米為單位的變形量。而被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部受壓或梁狀物外部因為彎曲產(chǎn)生的微小變形怎么去表示呢,答案就是應(yīng)變。
應(yīng)變示意圖.jpg
假設(shè)長度為L的結(jié)構(gòu)物受力發(fā)生形變后的長度變?yōu)長',那么它的長度變化量ΔL=L'-L,而應(yīng)變ε就是變化量ΔL與原長度L的比值,公式如下:
ε = ΔL / L
那么應(yīng)變的單位是什么?從公式上可以看出,應(yīng)變是一個比值,它是無量綱的,就是沒有單位。那么什么是微應(yīng)變呢?由于ΔL很小,通常是微米級的,所以算出來的應(yīng)變值很小,小數(shù)點后面很多位,不便于顯示與查看,故而引入科學(xué)記數(shù)法10-6,就叫微應(yīng)變με,可以理解為微應(yīng)變的單位就是10-6,我們的應(yīng)變計測量范圍就是±1500個微應(yīng)變,正表示拉伸,負(fù)表示壓縮。
2.什么是應(yīng)力?應(yīng)變和應(yīng)力的關(guān)系是什么?應(yīng)變怎么計算應(yīng)力?
應(yīng)變是被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部微小的變形,那么為什么會變形呢?因為它承受了外力,以橋墩為例,假如橋面上駛來一輛滿載的貨車,那么橋墩就會承受額外的壓力產(chǎn)生壓縮及壓應(yīng)變,而橋墩內(nèi)部會產(chǎn)生一個力去抵消外力克服形變,這個內(nèi)部的力就是應(yīng)力。應(yīng)力的定義是單位面積上所承受的力,實際是就是壓強,單位是MPa。那么應(yīng)變量跟承受的應(yīng)力變化量有什么關(guān)系呢,請看計算公式:
σ = ε·E
式中 σ 表示應(yīng)力,E 是被測物的彈性模量,彈性模量又稱楊氏模量,是描述材料彈性的物理量,可以把它看成材料抗變形的能力(剛性),從微觀上說,就是原子、分子之間的鍵合強度。發(fā)生同樣變形(應(yīng)變值一樣)的兩種材料,抗變形能力越強(彈性模量大)的材料,所承受的應(yīng)力越大。比如同樣大小的豆腐和鐵塊,若使它們的高度壓縮1mm,前者只需徒手輕輕一壓,后者則必須借助工具了。
常見的工程材料都可以查表得出彈性模量,比如C30混凝土的彈性模量是30000MPa(1N/mm2=1MPa),碳鋼的彈性模量是206GPa。
1.什么是應(yīng)變?什么是微應(yīng)變?應(yīng)變的單位是什么?
首先,安全監(jiān)測行業(yè)絕大部分是測量被測結(jié)構(gòu)物的變形,過大的變形可能會引發(fā)事故。比如結(jié)構(gòu)物開裂、下沉、與固定不動的參照物之間的位移等,這些都是肉眼可見的比較大的變形,用測縫計、靜力水準(zhǔn)儀、位移計等能測出以毫米為單位的變形量。而被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部受壓或梁狀物外部因為彎曲產(chǎn)生的微小變形怎么去表示呢,答案就是應(yīng)變。
應(yīng)變示意圖.jpg
假設(shè)長度為L的結(jié)構(gòu)物受力發(fā)生形變后的長度變?yōu)長',那么它的長度變化量ΔL=L'-L,而應(yīng)變ε就是變化量ΔL與原長度L的比值,公式如下:
ε = ΔL / L
那么應(yīng)變的單位是什么?從公式上可以看出,應(yīng)變是一個比值,它是無量綱的,就是沒有單位。那么什么是微應(yīng)變呢?由于ΔL很小,通常是微米級的,所以算出來的應(yīng)變值很小,小數(shù)點后面很多位,不便于顯示與查看,故而引入科學(xué)記數(shù)法10-6,就叫微應(yīng)變με,可以理解為微應(yīng)變的單位就是10-6,我們的應(yīng)變計測量范圍就是±1500個微應(yīng)變,正表示拉伸,負(fù)表示壓縮。
2.什么是應(yīng)力?應(yīng)變和應(yīng)力的關(guān)系是什么?應(yīng)變怎么計算應(yīng)力?
應(yīng)變是被測結(jié)構(gòu)物內(nèi)部微小的變形,那么為什么會變形呢?因為它承受了外力,以橋墩為例,假如橋面上駛來一輛滿載的貨車,那么橋墩就會承受額外的壓力產(chǎn)生壓縮及壓應(yīng)變,而橋墩內(nèi)部會產(chǎn)生一個力去抵消外力克服形變,這個內(nèi)部的力就是應(yīng)力。應(yīng)力的定義是單位面積上所承受的力,實際是就是壓強,單位是MPa。那么應(yīng)變量跟承受的應(yīng)力變化量有什么關(guān)系呢,請看計算公式:
σ = ε·E
式中 σ 表示應(yīng)力,E 是被測物的彈性模量,彈性模量又稱楊氏模量,是描述材料彈性的物理量,可以把它看成材料抗變形的能力(剛性),從微觀上說,就是原子、分子之間的鍵合強度。發(fā)生同樣變形(應(yīng)變值一樣)的兩種材料,抗變形能力越強(彈性模量大)的材料,所承受的應(yīng)力越大。比如同樣大小的豆腐和鐵塊,若使它們的高度壓縮1mm,前者只需徒手輕輕一壓,后者則必須借助工具了。
常見的工程材料都可以查表得出彈性模量,比如C30混凝土的彈性模量是30000MPa(1N/mm2=1MPa),碳鋼的彈性模量是206GPa。
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