應(yīng)變
由于外力作用或溫濕度變化使物體尺寸或形狀發(fā)生相對變化的現(xiàn)象叫做應(yīng)變;
應(yīng)力
物體由于外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內(nèi)各部分之間產(chǎn)生相互作用的內(nèi)力,以抵抗這種外因的作用,并試圖使物體從變形后的位置恢復(fù)到變形前的位置。
應(yīng)變和應(yīng)力的關(guān)系
它們的關(guān)系應(yīng)該是是正比關(guān)系,σ=E ε,彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系主要是廣義胡克定律。在現(xiàn)在的彈塑性力學(xué)中,在彈性階段,他們是線性關(guān)系,在塑性階段,應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系是非線性的,與材料有關(guān)。在塑性變形時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系稱為本構(gòu)關(guān)系。
應(yīng)力和應(yīng)變的區(qū)別
應(yīng)力是力,單位為牛頓等,應(yīng)變是長度,單位是米等
應(yīng)變的原因是應(yīng)力,應(yīng)力的結(jié)果是應(yīng)變。
應(yīng)變和應(yīng)力相關(guān)的公式:
應(yīng)力=彈性模量×應(yīng)變,即σ=Eε,E是彈性模量。
應(yīng)變主要分為線應(yīng)變和角應(yīng)變兩類。
線應(yīng)變又叫正應(yīng)變,它是某一方向上微小線段因變形產(chǎn)生的長度增量(伸長時為正)與原長度的比值;角應(yīng)變又叫剪應(yīng)變或切應(yīng)變,它是兩個相互垂直方向上的微小線段在變形后夾角的改變量(以弧度表示,角度減小時為正。
應(yīng)變計算和應(yīng)變公式、應(yīng)變單位
應(yīng)變是形變量與原來尺寸的比值,用ε表示,即ε=ΔL/L,無量綱,常用百分數(shù)表示。
正應(yīng)變公式為:
應(yīng)變與所考慮的點的位置和所選取的方向有關(guān)。物體中一點附近的微元體在所有可能方向上的應(yīng)變的全體稱為一點的應(yīng)變狀態(tài)。它可由一點在三個正交的坐標(biāo)(x1,x2,x3)方向的應(yīng)變分量εij(i,j=1,2,3)來確定,其中ε11、ε22、ε33 分別為x1、x2、x3方向的正應(yīng)變,而ε12反映而x1、x2兩方向上微小線段的夾角改變量(事實上,εij為x1、x2方向微線段間夾角改變量的一半),以此類推。
過一點所有的截面中,剪應(yīng)變?yōu)榱愕慕孛娣Q為應(yīng)變主平面,其法向稱為應(yīng)變主方向,該方向上的正應(yīng)變稱為主應(yīng)變。在線性變形理論中,直角坐標(biāo)系(x1,x2,x3)中的εij與坐標(biāo)方向的位移u1、u2、u3之間有如下關(guān)系:
由確定其他方向的應(yīng)變相當(dāng)于坐標(biāo)變換,在新坐標(biāo)()中應(yīng)變分量為:
式中ai j為新坐標(biāo)同舊坐標(biāo)xj的夾角的余弦;重復(fù)下標(biāo)表示約定求和。
在九個應(yīng)變分量εij中,εij=εji,即只有六個獨立分量,它們構(gòu)成一個二階對稱張量,稱為應(yīng)變張量,用矩陣可表為:
它精確地描述了物體變形后局部的幾何性質(zhì)。
如把應(yīng)變張量分解為:
式中 ε0 =1/3 ε11,則右端第一項反映微元體的體積變化,第二項反映微元體的形狀變化。
應(yīng)力應(yīng)變就是應(yīng)力與應(yīng)變的統(tǒng)稱。應(yīng)力定義為“單位面積上所承受的附加內(nèi)力”。物體受力產(chǎn)生變形時,體內(nèi)各點處變形程度一般并不相同。用以描述一點處變形的程度的力學(xué)量是該點的應(yīng)變。
應(yīng)變狀態(tài)是彈性體內(nèi)某一點各個不同方向的應(yīng)變情況,同應(yīng)力分量一樣,物體內(nèi)任一點的六個應(yīng)變分量隨坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)而改變。彈性體也存在三個相互垂直的應(yīng)變主方向,在物體發(fā)生變形后,沿這三個方向的微分線段只有長度變化,它們之間的直角變形后仍保持為直角,即剪應(yīng)變?yōu)榱恪?/p>
隨著技術(shù)的更新?lián)Q代,金屬塑性加工技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,特別是軋制、擠壓、拉拔技術(shù)的應(yīng)用。而金屬塑性加工是一種不均勻的大塑性變形一般來說,塑性變形區(qū)中各個質(zhì)點的應(yīng)力狀態(tài)都不相同,從而引起的應(yīng)變狀態(tài)也不相同。在整個變形過程中,各個質(zhì)點的應(yīng)力與應(yīng)變方向也在不斷變化,這樣就使確定金屬成型中應(yīng)力與應(yīng)變分布規(guī)律復(fù)雜化。對變形區(qū)中每個質(zhì)點都進行分析顯然是不可能的。
因此,在實際中只得將變形區(qū)劃分成若干部分,使每一部分中的質(zhì)點具有基本相近的應(yīng)力或應(yīng)變狀態(tài),并假定在同一部分應(yīng)力與應(yīng)變的主軸重合,它們的方向、大小順序也保持不變。在此前提下可以應(yīng)用塑性力學(xué)公式與結(jié)論來找出整個變形區(qū)中金屬的流動規(guī)律。依據(jù)塑性力學(xué)中闡述的應(yīng)力張量、應(yīng)力球張量及偏應(yīng)力張量反映的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的研究,針對主平面應(yīng)力狀態(tài)來討論其應(yīng)變問題,從而得出主平面上應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。
應(yīng)變儀是用來測量機械零件、構(gòu)件或試樣應(yīng)變的儀器。在實驗應(yīng)力分析以及靜力強度和動力強度的研究中,應(yīng)變儀用來測量材料和結(jié)構(gòu)的靜、動態(tài)拉伸及壓縮應(yīng)變,也可測量材料和結(jié)構(gòu)上任意點的應(yīng)變。在機械工業(yè)中,它可用于測量透平葉片、鍋爐結(jié)構(gòu)或內(nèi)燃機氣缸的應(yīng)力等。應(yīng)變儀上如果配有相應(yīng)的傳感器,還可以測量力、質(zhì)量、壓力、位移、扭矩、振動、速度和加速度等物理量及其動態(tài)變化過程,也可用作非破壞性的應(yīng)變測量和檢查。
應(yīng)變速率計算
應(yīng)變速率是指單位時間內(nèi)發(fā)生的線應(yīng)變或切應(yīng)變量。構(gòu)造運動的應(yīng)變速率變化范圍很寬。應(yīng)變速率分線應(yīng)變速率(正應(yīng)變速率)、切應(yīng)變速率(剪應(yīng)變速率)、一點附近的應(yīng)變速率、...[查看全部]