应力yingli
物体由于外因(受力、温度变化等)或内在缺陷而发生形变时,在其内部任一截面单位面积的两方所出现相互作用的内力。应力可分为正应力和切应力。如图1所示。
长方体直杆AB两端受到大小相等、方向相反、在同 一直线上的拉力F和F′的作用后产生拉伸形变,直杆处于平衡状态。两拉力是外界物体对直杆作用的外力。设想从直杆任一横截面s处将其截成A、B两段,A段的一端仍受到外力F的作用,另一端则受到B段对它的作用力N。N是由于形变而在物体内相邻两段间产生的相互作用力,即内力。实际上,N是B段左端截面的大量分子对A的右端截面的分子吸引力的合力。因为处于平衡状态,所以F=-N。与横截面垂直的内力(N)同横截面面积(s)的比,称为正应力(σ)。其公式为:σ=N/S或σ=F/S如果物体内部的结构不均匀,例如有缺陷或裂痕,则过这种位置的横截面的内力分布不均匀,由此式计算出的应力,便不能准确地反映物体内部的真实应力分布情况。为了表示某点的应力,在横截面内取面元△s,使该点位于面元内,设作用于面元△s上的内力为△N,则公式
表示该点上的正应力。
当物体发生剪切或扭转形变时,都会产生切应力。如图2,长方体底面有 一向左的拉力F,其顶面有 一向右的拉力F′,这两个力大小相等,方向相反。在这一力偶矩的作用下,长方体发生剪切形变。如果平行于底面的某一截面上所受到的剪切内力为N,那么与截面平行的剪切内力(N)与截面积(s)的比称为切应力(τ)。其表达式为τ=N/S。物体内某点的切应力与正应力一样计算即
。液体内部各点的静压强也是一种应力。如图3所示,在液体内固体表面上各点都受到液体的静压强,即应力。这种应力与固体内正应力 一样,在液体内部任取的假想面上,都有垂直于此面的应力。不论固体表面是什么形状,固体表面上任何地方所受到的液体静压强总是垂直于表面。在国际单位制中,应力的单位为牛顿/米2(N/m2),称为帕斯卡,简称帕Pa)。

图 1

图 2

图 3
物体由于外力作用或温度变化等原因而产生变形时,在其内部任一截面的两方单位面积上产生的相互作用的内力。与截面垂直的称为“正应力”或“法向应力”;与截面平行的称为“剪应力”或“切向应力”。应力的单位有牛顿/厘米2和千克力/厘米2等。