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《应力应变关系》课件ppt•应力应变的基本概念•应力应变曲线•弹性力学的基本假设•弹性力学的基本方程目•应力和应变的测量方法录contents01应力应变的基本概念应力的定义应力的定义应力与外力的关系在物理学中,应力是指物体受到外力作用时,单位面积上所承受的附加压应力与物体所受的外力成正比,外力力它反映了物体内部相邻部分之间越大,应力也越大的相互作用力应力的大小应力的大小可以通过应力的单位来衡量,在国际单位制中,应力的单位是帕斯卡(Pa),表示为N/m²或N-m应变的定义应变的分类应变可以分为线应变和剪应变两类应变的定义线应变是指物体形状的改变,而剪应变是指物体内部不同部分之间的应变是指物体在外力作用下发生相对位移的形状或尺寸的改变它是描述物体变形程度的物理量应变的测量应变可以通过测量物体的长度或角度变化来计算,也可以通过使用应变计等工具进行测量应力和应变的关系应力和应变的关系01应力与应变之间存在一定的关系,这种关系可以通过材料的弹性常数来描述当应力作用于物体时,物体将发生相应的应变,这种应变的大小与应力的方向和大小有关弹性模量02弹性模量是描述材料抵抗变形能力的物理量,它与应力和应变的关系密切相关在一定条件下,弹性模量越大的材料,抵抗变形的能力越强塑性变形03当应力超过材料的屈服点时,材料会发生塑性变形塑性变形是指材料在外力作用下发生不可逆的变形,这种变形会导致材料结构的改变和性能的降低02应力应变曲线应力应变曲线的基本形状应力应变曲线的基本形状曲线上升阶段描述了材料在受到外力作用时,应力随着应力的增加,应变也随之增加,与应变之间的关系材料逐渐进入弹性阶段曲线屈服点曲线下降阶段当应力达到一定程度时,材料发生屈当应力继续增加,超过抗拉强度后,服,即应力应变曲线出现水平部分,材料开始断裂,应力应变曲线出现下表示材料开始进入塑性阶段降弹性阶段和塑性阶段弹性阶段弹性极限和屈服点在这个阶段,材料发生弹性形描述了材料在弹性阶段和塑性变,即在外力撤销后,形变可阶段的转变点,即应力达到屈以完全恢复服点时,材料开始进入塑性阶段塑性阶段抗拉强度当应力超过屈服点后,材料进描述了材料在拉伸过程中所能入塑性阶段,此时即使外力撤承受的最大应力,超过这个应销,形变也不会完全恢复力,材料就会断裂屈服点和抗拉强度屈服点的定义抗拉强度的定义当应力应变曲线出现水平部分时,对应的描述了材料在拉伸过程中所能承受的最大应力值被称为屈服点应力,超过这个应力,材料就会断裂屈服点和抗拉强度的关系屈服点和抗拉强度的影响因素一般来说,材料的抗拉强度要高于屈服点材料的屈服点和抗拉强度受到多种因素的屈服点是材料开始进入塑性阶段的标志,影响,如材料的种类、纯度、晶粒大小、而抗拉强度则是材料断裂的标志温度、应变速率等03弹性力学的基本假设连续性假设总结词物质点连续分布,无空隙或裂纹详细描述连续性假设是弹性力学的基本假设之一,它认为物质点在空间中连续分布,没有空隙或裂纹这一假设为简化力学模型提供了基础,使得我们可以忽略微观结构对宏观力学行为的影响均匀性假设总结词物质在各个方向上具有相同的性质详细描述均匀性假设认为物质在各个方向上具有相同的性质,即不随方向变化而变化这一假设使得我们可以将问题简化为一个平面问题或三维问题,从而减少计算复杂度各向同性假设总结词物质在不同方向上的性质相同详细描述各向同性假设认为物质在不同方向上的性质是相同的,即不因方向变化而变化这一假设在许多工程材料中是成立的,因为它可以简化材料的力学行为描述,使得分析更为简便04弹性力学的基本方程平衡方程01平衡方程是描述物体内部各部分之间力的平衡关系的方程在静力平衡状态下,物体内部任意一点的应力分量之和为零02平衡方程的数学表达式为$sumF=0$,其中$sum F$表示作用在物体上的所有外力矢量和几何方程几何方程描述了物体在受力变形后,应变与位移之间的关系它涉及到应变分量和位移之间的关系几何方程的数学表达式为$epsilon_{ij}=frac{1}{2}u_{i,j}+u_{j,i}$,其中$epsilon_{ij}$表示应变分量,$u_{i,j}$表示位移对坐标的偏导数本构方程本构方程描述了应力与应变之间的关系,它涉及到材料的力学性质不同的材料具有不同的本构关系,决定了材料在不同应力状态下的行为本构方程的数学表达式为$sigma_{ij}=mathbb{C}_{ijkl}epsilon_{kl}$,其中$sigma_{ij}$表示应力分量,$mathbb{C}_{ijkl}$表示弹性常数,也称为弹性矩阵05应力和应变的测量方法应力的测量方法声发射法光纤应变片法D通过分析材料内部微裂纹产生和扩展时释利用光纤的干涉效应或折射率变化来测量放的声波能量来测量应变,适用于大型结应变,具有抗电磁干扰、耐腐蚀等优点构和复合材料的无损检测CB压电晶体法电阻应变片法A利用压电效应测量应变,具有高灵敏度、通过测量金属丝电阻的变化来测量低噪声等特点,常用于精密测量和振动测应变,广泛应用于结构健康监测和试实验力学等领域应变的测量方法电容式应变计法利用电容的容抗变化来测量应变,具有高灵敏度、低噪声等特点,适用于机械式应变计法动态应变测量通过测量金属丝的长度变化来计算应变,具有简单、可靠、低成本等优点磁电阻式应变计法利用磁电阻效应测量应变,具有抗电磁干扰、耐腐蚀等优点,适用于高温光学式应变计法和恶劣环境下的测量利用光学干涉原理或光束偏转来测量应变,具有非接触、高精度、高分辨率等优点应变计的校准方法标准应变值法绝对零位法温度补偿法将应变计与标准应变计进行比较,在恒温、恒湿条件下,使用精密考虑温度对材料和应变计的影响,通过标准应变值校准应变计的读测长仪或激光干涉仪等设备测量通过测量温度变化对应变计读数数应变计的初始读数作为绝对零位,的影响,进行温度补偿校准以此校准应变计的读数THANK YOU。