в чем измеряется механическое напряжение
Механическое напряжение
 Механика сплошных сред | ||||||||||
 | ||||||||||
| Сплошная среда | ||||||||||
| ||||||||||
| См. также: Портал:Физика |
Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения.
Напряжения являются результатом взаимодействия частиц тела при его нагружении. Внешние силы стремятся изменить взаимное расположение частиц, а возникающие при этом напряжения препятствуют смещению частиц, ограничивая его в большинстве случаев некоторой малой величиной.
Q — механическое напряжение. F — сила, возникшая в теле при деформации. S — площадь.
Различают две составляющие вектора механического напряжения:
Совокупность напряжений, действующих по различным площадкам, проведенным через данную точку, называется напряженным состоянием в точке.
В системе СИ механическое напряжение измеряется в паскалях.
Тензор механического напряжения
Здесь под 
понимаются компоненты вектора, образованного из нормали к элементарной площадке 
и её площади 
:
Таким образом сила, действующая на некий объём V равна интегралу тензора напряжения на границе этого объёма по поверхности этого объёма 
(в отсутствие объёмных сил):
См. также
Полезное
Смотреть что такое «Механическое напряжение» в других словарях:
механическое напряжение — деформация напряженное состояние воздействие — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом Синонимы деформациянапряженное состояниевоздействие EN… … Справочник технического переводчика
механическое напряжение — įtempis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, susijęs su vidinėmis jėgomis, atsirandančiomis išorinių jėgų veikiamoje medžiagoje. Jis išreiškiamas veikiančios jėgos ir ploto, į kurį veikia jėga, dalmeniu. atitikmenys … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
механическое напряжение — įtempis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. stress vok. Beanspruchung, f; Spannung, f rus. механическое напряжение, n; напряжение, n pranc. contrainte, f; contrainte mécanique, f … Fizikos terminų žodynas
механическое напряжение — įtempis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vidinių jėgų, atsiradusių dėl išorinių poveikių, intensyvumas kūno taške, plote, erdvėje. Jis išreiškiamas veikiančios jėgos ir ploto, į kurį veikia jėga, dalmeniu. atitikmenys: angl. stress vok.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
механическое напряжение — mechaninis įtempis statusas T sritis chemija apibrėžtis Vidinės jėgos, atsirandančios išorinių jėgų veikiamoje medžiagoje. atitikmenys: angl. mechanical stress rus. механическое напряжение … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
механическое напряжение — mechaninis įtempis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. mechanical stress vok. mechanische Biegespannung, f rus. механическое напряжение, n pranc. contrainte mécanique, f … Fizikos terminų žodynas
механическое напряжение, приводящее к отказу (оборудования) — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN stress to failureSTOF … Справочник технического переводчика
Касательное механическое напряжение — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
Нормальное механическое напряжение — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
Механическое напряжение: определение, формула, единицы измерения
Степень изменения формы тела при деформации зависит не только от природы вещества, но и такой физической величиной, как механическое напряжение. Если рассматривать атомную кристаллическую решетку такого вещества, можно отметить постоянное взаимодействие молекул друг с другом. Это состояние напрямую влияет на величину механического напряжения.
Что такое деформация? Виды деформации
Явление, при котором происходит изменение формы тела под действием какой-либо внешней силы, называется деформацией. Ее природа заключается в движении молекул вещества или целых слоев кристаллической решетки, что приводит к возникновению так называемых дефектов. Степень деформирования зависит от многих факторов, среди которых мы рассмотрим механическое напряжение.
Выделяют несколько видов изменения формы тела:
Упругая и пластическая деформация
Механическое напряжение, которое зависит от природы вещества, влияет на способность тела восстанавливать свою первоначальную форму после возникновения дефекта в кристаллической решетке. По этому признаку выделяют упругую и пластическую деформацию.
При пластической деформации тело после воздействия внешней силы не способно восстановить прежнюю форму. Например, пластилин при надавливании на него пальцем сохраняет образовавшуюся ямку.
Упругая деформация характерна для тех веществ, которые способны восстанавливать свою первоначальную форму после воздействия на них внешней силы. Примером может служить та же пружина, которая при любом описанном выше виде деформации возвращается в первоначальное состояние.
Механическое напряжение: формула и определение
Величина механического напряжения характеризуется внутренними силами молекул, которые направлены против давления и деформации тела, на единицу площади.
Различают два вида напряжения:
Для математического вычисления механического напряжения используется формула: Q=F/S.
Единицы механического напряжения
Величина Q в СИ измеряется в паскалях (Па) и зависит от внутренней силы сопротивления деформации, а также площади тела. Сейчас можно встретить и другие единицы измерения механического напряжения. Среди них атмосфера, торр, бар, физическая и техническая атмосфера, метр водяного столба, миллиметр (дюйм) ртутного столба, фунт-сила на квадратный дюйм и т. д.
НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ
Лит.: Тимошенко С. П., Гудьер Дж., Теория упругости, пер. с англ., M., 1975. В. С. Ленский.
Полезное
Смотреть что такое «НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ» в других словарях:
НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ — НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ, сила на единицу площади, прилагаемая к объекту. Различают напряжение растяжения, сжатия и сдвига (деформирующее объект в направлениях по касательной). В текучих средах напряжение по касательной невозможно, так как этим… … Научно-технический энциклопедический словарь
НАПРЯЖЕНИЕ (механическое) — НАПРЯЖЕНИЕ механическое, внутренние силы, возникающие в деформируемом теле под влиянием внешних воздействий … Энциклопедический словарь
напряжение механическое — Интенсивность внутренних сил, возникающих в деформируемом твёрдом теле [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] EN mechanical stressstress DE mechanische Spannung FR contrainte mécaniquetension mécanique … Справочник технического переводчика
Напряжение механическое — – мера внутренних сил, возникающих в элементах конструкций при их деформации. [Новый политехнический словарь, Москва, Научное издательство, 2000г.] Рубрика термина: Теория и расчет конструкций Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование,… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ — мера внутр. сил, возникающих в теле (в элементах сооружений и машин) под влиянием внеш. воздействий (нагрузок, изменения темп ры и пр.). Для изучения Н. м. в произвольной точке тела через неё мысленно проводят сечение (см. рис.) и отбрасывают… … Большой энциклопедический политехнический словарь
Напряжение (механическое) — Механика сплошных сред Сплошная среда Классическая механика Закон сохранения массы · Закон сохранения импульса … Википедия
НАПРЯЖЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЕ — интенсивность внутренних сил, возникающих в деформируемом твёрдом теле (Болгарский язык; Български) механично напрежение (Чешский язык; Čeština) mechanické napětí (Немецкий язык; Deutsch) mechanische Spannung (Венгерский язык; Magyar) mechanikai… … Строительный словарь
Напряжение — Напряжение: В Викисловаре есть статья «напряжение» Электрическое напряжение между точками A и B отношение работы электрического поля при переносе пробного заряда из точки A в B к величине этого пробного заряда. Номинальное напряжение… … Википедия
НАПРЯЖЕНИЕ — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации … Современная энциклопедия
Напряжение — механическое, мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием внешнего воздействия. Напряжение определяется с помощью косвенных экспериментов (оптических и тензометрических) по создаваемой им деформации. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
Понятие о механических напряжениях. Нормальные напряжения
Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения.
Напряжения являются результатом взаимодействия частиц тела при его нагружении. Внешние силы стремятся изменить взаимное расположение частиц, а возникающие при этом напряжения препятствуют смещению частиц, ограничивая его в большинстве случаев некоторой малой величиной.
Q — механическое напряжение.
F — сила, возникшая в теле при деформации.
Различают две составляющие вектора механического напряжения:
Нормальное механическое напряжение — приложено на единичную площадку сечения, по нормали к сечению (обозначается σ).
Нормальное напряжение — отношение составляющей силы, действующей перпендикулярно данному сечению, к площади этого сечения. Измеряется в кг/мм 2 или кг/см 2 ;
в зависимости от знака различают сжимающие и растягивающие нормальные напряжения. Последние играют решающую роль в процессах хрупкого разрушения. Если на площадках действуют только нормальные напряжения (без касательных), то объемное (трехосное) напряженное состояние может быть охарактеризовано тремя величинами, напр. в цилиндрическом стержне — осевым, окружным и радиальным нормальным напряжением.
Понятие о схемах главных нормальных напряжениях.
Главными называют нормальные напряжения на площадках выделенного элемента с нулевыми касательными напряжениями.
Для любого случая нагружения бруса всегда можно найти такое положение мысленно выделенного в нем элемента, на гранях которого касательные напряжения будут отсутствовать (т.е. τ=0)
Площадки (грани элемента) на которых касательные напряжения равны нулю называются главными.
Таким образом, главные – это нормальные напряжения на главных площадках.
Обозначение главных напряжений
Главные напряжения принято обозначать буквой σ с индексом 1, 2 и 3.
При этом наибольшее, с учетом знака, напряжение обозначается как σ1 а наименьшее соответственно σ3.
Другими словами, главное напряжение, расположенное на числовой оси правее других – σ1, а то, которое левее всех σ3.
Например, для случая объемного напряженного состояния:
При плоском напряженном состоянии:
1. Когда оба напряжения растягивающие
2. По одной грани напряжение растягивающее, по другой сжимающее
3. Оба напряжения сжимающие.
При линейном напряженном состоянии единственное напряжение всегда обозначается как σ1 или просто σ.
Дата добавления: 2018-05-12 ; просмотров: 2116 ; Мы поможем в написании вашей работы!
В чем измеряется механическое напряжение
Ø Механическое напряжение
Ø Упругость, пластичность, хрупкость и твердость
Ø Закон Гука. Модуль упругости.
Механическое напряжение
В деформированном твердом теле, вследствие смещения частиц в кристаллической решетке относительно друг друга, возникают внутренние силы, которые создают в материале напряжение.
Механическим напряжением … называется величина, характеризующая действие внутренних сил в деформированном твердом теле. Механическое напряжение… измеряется внутренней силой, действующей на единицу площади сечения деформированного тела:
Выведем единицу измерения напряжения А:
В системе СИ за единицу s принимается такое механическое напряжение в материале, при котором на площадь сечения в 1 м2 действует внутренняя сила в 1 Н.
Отметим, что все изложенное верно, если напряжение во всех точках сечения одинаково.
Если внутренняя сила действует перпендикулярно сечению, то напряжение называется нормальным sн (например, при деформации продольного растяжения). Если же эта сила действует параллельно сечению, то напряжение называют касательным sк (например, при деформации сдвига).
Упругость, пластичность, хрупкость и твердость
Свойство деформированных твердых тел принимать свою первоначальную форму и свой объем после прекращения действия внешних сил называется упругостью. Деформация тела, которая исчезает после снятия внешних нагрузок на это тело, называется упругой деформацией. Поскольку упруго деформированное тело стремится вернуть свою форму и свой объем, оно действует на тела, вызвавшие его деформацию, с некоторой силой, которую называют Силой упругости. Внутренние силы, возникающие в материале при деформации, тоже называют силами упругости.
Опыт показывает, что тело можно деформировать настолько, что оно не восстановит свою прежнюю форму,- когда внешние воздействия на него исчезнут. Свойство тел сохранять деформацию после снятия внешних нагрузок называют Пластичностью. Остаточная деформация тела, которая сохраняется после снятия внешних нагрузок на тело, называется Пластической деформацией. Упругость (пластичность) тел в основном определяется материалом, из которого они сделаны. Например, сталь и резина упруги, а медь и воск пластичны. Деление материалов на упругие и пластичные условно, так как каждый материал в большинстве случаев обладает одновременно и пластичностью, и упругостью. Например, стальную пружину можно растянуть так, что она уже не сожмется. С другой стороны, медная спираль при небольших растяжениях пружинит (т. е. сжимается, если ее отпустить).
Кроме того; свойства материала сильно зависят от внешних условий. Например, обычно пластичный свинец при низких температурах становится упругим, а упругая сталь при очень больших давлениях и высоких температурах становится пластичной. Опыт показывает, что при постепенном увеличении нагрузок на материал в теле сначала возникают упругие деформации, а затем появляются пластические деформации.
Важными механическими свойствами материалов, которые приходится учитывать в машиностроении, являются хрупкость и твердость.
На практике встречаются материалы, которые при относительно небольших нагрузках упруго деформируются, а при увеличении внешней нагрузки разрушаются прежде, чем у них появится остаточная деформация. Такие материалы называются хрупкими (например, стекло, кирпич). Хрупкие материалы очень чувствительны к ударной нагрузке. При резком ударе хрупкие тела сравнительно легко разрушаются. Твердость материала можно определить различными способами. Обычно более твердым считают тот материал, который оставляет царапины на поверхности другого материала. Опыт показал, что наиболее твердым материалом является алмаз. В настоящее время твердость материала определяют вдавливанием в его поверхность алмазного конуса или стального шара (рис. 13.20). Чем меньше войдет конус в материал при определенной силе вдавливания, тем тверже этот материал.
Твердость материала существенно влияет на величину трения качения. Например, шариковые подшипники делают из твердой стали, так как при этом трение в них получается очень маленьким. Оказывается, твердость материала связана с его прочностью: чем тверже материал, тем он прочнее. Таким образом, определение твердости материала имеет существенное практическое значение.
Закон Гука. Модуль упругости.
Устройство динамометров — приборов для определения сил, основано на том, что упругая деформация прямо пропорциональна силе, вызывающей эту деформацию.
Связь между упругими деформациями и внутренними силами в материале впервые была установлена английским ученым Р. Гуком.
В настоящее время закон Гука формулируется следующим образом:
Механическое напряжение в упруго деформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого тела:‘
Величина k, характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий, называется Модулем упругости. Модуль упругости измеряется механическим напряжением, которое возникает в материале при относительной упругой деформации, равной единице.
Единицей измерения модуля упругости в системе СИ является 1 Н/м2.
Относительную упругую деформацию обычно выражают числом, много меньшим единицы. За редким исключением, получить e, равное единице, практически невозможно, так как материал задолго до этого разрушается. Однако модуль упругости можно найти из опыта по известному напряжению s и при малом e, так как K в. формуле (13.5) — величина постоянная.
В качестве примера рассмотрим применение закона Гука к деформации одностороннего растяжения или сжатия. Формула (13.5) для этого случая принимает вид
Здесь за F можно принимать внешнюю силу, которая изменяет, длину тела на DL при поперечном сечении тела S.
Наибольшее напряжение в материале, после исчезновения которого форма и объем тела восстанавливаются, называется пределом упругости. Формулы (13.5) и (13.7) справедливы, пока не перейден предел упругости. При достижении предела упругости в теле возникают пластические деформации. В этом случае может наступить момент, когда при одной и той же нагрузке деформация начнет возрастать и материал разрушается. Нагрузку, при которой в материале возникает наибольшее возможное механическое напряжение, называют разрушающей.
При постройке машин и сооружений всегда создают запас прочности. Запасом прочности называется величина, показывающая, во сколько раз разрушающая нагрузка в самом напряженном месте конструкции больше, чем фактическая максимальная нагрузка.