應變
應變在力學中定義為一微小材料元素承受應力時所產生的變形強度(或簡稱為單位長度變形量),因此是一個無量綱量。公式記為
其中 是應變, 是材料元素的長度, 是承受應力的變形量。
應變又可以分為正交應變與剪應變,正交應變的物理意義為長度的變形強度,剪應變的物理意義為角度變化量。
在直桿模型中,定義受外力的長度方向為縱向,不受力的長度方向為橫向,當縱向直接受力而變形時,橫向也會間接受影響而變形。因此定義受力的長度方向(縱向)由長度變形量除以原長而得“ 縱向正交應變”,不受力的橫向以截面邊長(或直徑)的變形量除以原邊長(或直徑)而得的“ 橫向正交應變”。橫向正交應變與縱向正交應變之比的絕對值稱作“泊松係數”,對大多數材料,此比值約為三分之一至四分之一。
和應力一樣都是由柯西提出。
應力
在連續介質力學裡, 應力定義為單位面積所承受的作用力。以公式標記為
其中, 表示應力; 表示在 方向的施力; 表示在 方向的受力面積 。
假設受力表面與施力方向正交,則稱此應力分量為 正向應力(normal stress),如圖1所示的 、 、 ,都是正向應力;假設受力表面與施力方向互相平行,則稱此應力分量為 剪應力(shear stress),如圖1所示的 、 、 、 、 、 ,都是剪應力。
“內應力”指組成單一構造的不同材質之間,因材質差異而導致變形方式的不同,繼而產生的各種應力。
採用國際單位制,應力的單位是帕斯卡(Pa),等於1牛頓/平方米。應力的單位與壓強的單位相同。兩種物理量都是單位面積的作用力的度量。通常,在工程學裡,使用的單位是megapascals(MPa)或gigapascals(GPa)。採用英制單位,應力的單位是磅力/平方英寸(psi)或千磅力/平方英寸(ksi)。
泊松比
泊松比(英語: Poisson's ratio),又譯 蒲松比,是材料力學和彈性力學中的名詞,定義為材料受拉伸或壓縮力時,材料會發生變形,而其橫向變形量與縱向變形量的比值,是一無量綱(無因次)的物理量。
當材料在一個方向被壓縮,它會在與該方向垂直的另外兩個方向伸長,這就是泊松現象,泊松比是用來反映柏松現象的無量綱的物理量。
在均勻各向同性材料中,剪下模量G、楊氏模量E和 泊松比{\displaystyle \nu }三個量中只有兩個是獨立的,它們之間存在以下關係:
相關領域
•固體力學
•連續介質力學
•套用力學