鋅合金

[拼音]:yingli zhuangtai he yingbiazhuangtai

[英文]:stress state and strain state

構件在受力時將同時產生應力與應變。構件內的應力不僅與點的位置有關,而且與截面的方位有關,應力狀態理論是研究指定點處的方位不同截面上的應力之間的關係。應變狀態理論則研究指定點處的不同方向的應變之間的關係。應力狀態理論是強度計算的基礎,而應變狀態理論是實驗分析的基礎。

應力狀態

如果已經確定了一點的三個相互垂直面上的應力,則該點處的應力狀態即完全確定。因此在表達一點處的應力狀態時,為方便起見,常將“點”視為邊長為無窮小的正六面體,即所謂單元體,並且認為其各面上的應力均勻分佈,平行面上的應力相等。單元體在最複雜的應力狀態下的一般表示式如圖1,諸面上共有9個應力分量。可以證明,無論一點處的應力狀態如何複雜,最終都可用剪應力為零的三對相互垂直面上的正應力,即主應力表示。當三個正應力均不為零時,稱該點處於三向應力狀態。若只有兩對面上的主應力不等於零,則稱為二嚮應力狀態或平面應力狀態。若只有一對面上的主應力不為零,則稱為單向應力狀態。

應力圓

是分析應力狀態的圖解法。在已知一點處相互垂直的待定截面上應力的情況下,通過應力圓可求得該點處其他截面上的應力。應力圓也稱莫爾圓。圖2b即為圖2a所示平面應力狀態下表示垂直於xx平面的面上之應力與x、x截面上已知應力間關係的應力圓。利用它可求得:

(1)任意 α面上的應力;

(2)“最大”和“最小”正應力;

(3)“最大”和“最小”剪應力。由應力圓上代表“最大”和“最小”正應力的A、B點可知,這些正應力所在截面上的剪應力為零,因而“最大”和“最小”正應力也就是該點處的主應力。

應變圓

也稱應變莫爾圓,是分析應變狀態的圖解法,其原理與應力圓類似,但應變圓的縱座標為負剪應變的一半,橫座標為線應變 ε。在已知一點處的線應變εx、εy與剪應變γxy時,即可作出應變圓,從而求得該點處主應變 ε1與ε2的大小及其方向。在實驗分析的測試中常用各種形狀的應變花測量(見材料力學實驗)一點處三個方向的應變,例如用“直角”應變花可測得一點處的線應變ε0°、ε45°、ε90°。根據一點處三個方向的線應變也可利用應變圓求得該點處的主應變ε1與ε2。

廣義胡克定律

當按材料線上彈性範圍內工作時,一點處的應力狀態與應變狀態之間的關係由廣義胡克定律表達。對於各向同性材料,彈性模量E、剪下彈性模量G、泊松比v均與方向無關,且線應變只與正應力σ有關,剪應變只與剪應力τ有關。三向應力狀態下,各向同性材料的廣義胡克定律為

τxy=Gγxy

τyz=Gγyz

τzx=Gγzx

平面應力狀態(σz=0, τyz=0, γzx=0)下的廣義胡克定律應用最為普遍

單向應力狀態下的胡克定律則為σ=Eε。