建筑学名词
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拉应力
材料受到的外力称为外载荷(tensile stress),材料内部产生的反作用力称为应力。一个物体两端受压,那么沿着它轴线方向的抵抗压缩的应力就是拉应力。拉应力就是物体对使物体有压缩趋势的外力的反作用力。
补充:应力的施力者为物体,受力者为外界。分析一个应力是否为拉应力,是否为压应力,主要看作用在物体上的应力的反作用力的效果,即外界施加在物体上的力的效果,是使物体的尺寸有变大的趋势,还是变小的趋势,变大即为压应力,变小即为拉应力。
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。压应力就是指抵抗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。
单位面积上的压力就是压应力,单位是Pa
压应力=F/A(F为横截面受力大小,A为横截面积)
塑性[1]是材料在某种给定载荷下产生永久变形而不破坏的能力。对大多数的工程材料,当其应力低于比例极限(弹性极限)时,应力一应变关系是线性的,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。而应力超过弹性极限后,发生的变形包括弹性变形和塑性变形两部分,塑性变形不可逆。评价金属材料的塑性指标包括伸长率(延伸率)A和断面收缩率Z 表示。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
塑性:如果施加的应力小于实际的结果,材料便呈现塑性,不能恢复到初始状态。也就是说屈服之后的形变是永久性的。
“材料在断裂前未觉察到的塑性变形的性质
延性破坏ductile failure 结构或构件在破坏前有明显变形或其它预兆的破坏类型。
脆性破坏brittle failure 结构或构件在破坏前无明显变形或其它预兆破坏类型。
延性是一种物理特性。其所指的是,材料在受力而产生破坏之前的塑性变形能力,与材料的延展性有关。举例来说,金、铜、铝等皆属于有较高延性的材料。
结构,构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。延性好的结构,构件或构件的某个截面的后期变形能力大,在达到屈服或最大承载能力状态后仍能吸收一定量的能量,能避免脆性破坏的发生。
当材料在外力作用下不能产生位移时,它的几何形状和尺寸将发生变化,这种形变就称为应变(Strain)。材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的反作用力抵抗外力.把分布内力在一点的集度称为应力(Stress),应力与微面积的乘积即微内力.或物体由
于外因(受力、湿度变化等)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,并力图使物体从变形后的
位置回复到变形前的位置。
应力概念物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)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,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。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。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力最大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时其内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。工程构件,大多数情形下,内力并非均匀分布,通常“ 破坏”或“ 失效”往往从内力集度最大处开始,因此,有必要区别并定义应力概念。
有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。
无单位量单位
应变概念
机械零件和构件等物体内任一点(单元体)因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。与点的正应力和切应力(见应力)相对应,应变分为线应变和角应变。受力零件和构件上的每一点都可取一个微小的正六面体,称为单元体。单元体任一边的线长度的相对改变称为线应变或正应变;单元体
任意两边所夹直角的改变称为角应变或切应变,以弧度来度量。线应变和角应变是度量零件内一点处变形程度的两个几何量。零件变形后,单元体体积的改变与原单元体体积之比,称为体积应变。线应变、角应变和体积应变都是无量纲的量。当单元体各个面上的切应力都等于零,而只有正应力作用时,称该单元体为主单元体,它的各个面称为主平面,各主平面交线的方向称为主方向。沿主方向的线应变称为主应变。当外力卸除后,物体内部产生的应变能够全部恢复到原来状态的,称为弹性应变;如只能部分地恢复到原来状态,其残留下来的那一部分称为塑性应变。
材料的压缩实验
材料在拉伸或压缩过程中,当应力超过弹性极限后,变形增加较快,材料失去了抵抗继续变形的能力。当应力达到一定值时,应力虽不增加(或在微小范围内波动),而变形却急速增长的现象,称为屈服。