⑴ 物理上的应变和应力是什么
应力概念物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力最大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时其内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。 工程构件,大多数情形下,内力并非均匀分布,通常“ 破坏”或“ 失效”往往从内力集度最大处开始,因此,有必要区别并定义应力概念。
有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。
应变概念
机械零件和构件等物体内任一点(单元体)因外力作用引起的形状和尺寸的相对改变。与点的正应力和切应力(见应力)相对应,应变分为线应变和角应变。受力零件和构件上的每一点都可取一个微小的正六面体,称为单元体。单元体任一边的线长度的相对改变称为线应变或正应变;单元体任意两边所夹直角的改变称为角应变或切应变,以弧度来度量。线应变和角应变是度量零件内一点处变形程度的两个几何量。零件变形后,单元体体积的改变与原单元体体积之比,称为体积应变。线应变、角应变和体积应变都是无量纲的量。当单元体各个面上的切应力都等于零,而只有正应力作用时,称该单元体为主单元体,它的各个面称为主平面,各主平面交线的方向称为主方向。沿主方向的线应变称为主应变。当外力卸除后,物体内部产生的应变能够全部恢复到原来状态的,称为弹性应变;如只能部分地恢复到原来状态,其残留下来的那一部分称为塑性应变。
⑵ 正应变与线应变的区别是什么这两个是不是一样的
检测方法简介
声波透射法,又称超声波法。混凝土强度的高低会直接影响超声波传播,若混凝土整体质量良好,内部均匀,超声波传播情况就类似于在均匀介质中,其波速正常,波形基本完整,不会出现明显畸变;若混凝土内部存在缺陷,则超声波波形会受到严重影响,引起波形畸变或者波形缺失,同时波速将会低于正常值,声波透射法检测桩基质量就是基于以上理论。现场检测时将发射探头和接收探头置于声测管中,发射探头发出超声波后经过声测管、水介质及混凝土的传播后到达接收探头,因此接收波形中包含桩身混凝土质量信息。超声波探头在声测管中的位置可以从仪器上直观地反映并会记录于声测文件中,这样就能实时掌握桩身混凝土质量,通过后期处理,可对缺陷进行定量分析。
低应变法,假设桩体为一维弹性杆件,检测时用手锤敲击桩顶,给桩一个脉冲力,应力波沿桩身传递,当遇到桩身阻抗有变化,如缩颈、离析、断桩等缺陷时,应力波反射回到桩顶。安装在桩顶的加速度传感器接收桩顶响应信号,分析处理后得到时域响应波形,从而判断桩身结构完整性。
工程实例
(一)工程概况
某桩基工程,采用Φ1000mm的钻孔灌注桩,施工桩长为42m,混凝土设计强度为C35,混凝土龄期为35天。根据地勘报告,桩长范围内各土层为:残积砂质粘性土、全风化花岗岩、土状强风化花岗岩、碎裂状强风化花岗岩。
(二)检测情况
1、超声波检测
根据规范要求,Φ1000mm的钻孔灌注桩需埋设三根声测管。超声波检测后,通过专业软件对采集数据绘制成PSD-声速-波幅图、波列图和波列影像图,截取本工程5#桩PSD-声速-波幅图一、波列图二和波列影像图三
经检测,1-2剖面和2-3剖面在25.25m~30.75m处混凝土质量较差,声波缺失比较严重,而1-3剖面在该深度处波形显示,该处混凝土质量良好,波形完整性较好。三个剖面中1-2剖面和2-3剖面存在声学异常,可断定该两个剖面存在缺陷。由于声测法检测时依据声测管的数量对桩基的部分剖面进行检测,埋设的声测管数量越多,则检测剖面越多,检测结果也会更精确。但是声测管数量的增加会对基桩承载力造成影响,也会使成本大幅增加。桩基内部的缺陷类型不能确定,但缺陷范围经推断可能如图四所示。
⑶ 应力应变的概念
应力应变就是应力与应变的统称。应力的定义为“单位面积上所承受的附加内力”。物体受力产生变形时,体内各点处变形程度一般并不相同,用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。
⑷ 什么叫正应变
线变形的程度称为“正应变”(Normal Strain)
⑸ 材料力学中应变的准确概念
应变指在外力和非均匀温度场等因素作用下物体局部的相对变形。物体在受到外力作用下会产生一定的变形,变形的程度称应变。应变有正应变(线应变),切应变(角应变)及体应变。
物体由于外因(受力、湿度、温度场变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用,并试图使物体从变形后的位置恢复到变形前的位置。
(5)正应变有什么物理意义扩展阅读:
应变的分类:
主要有线应变和角应变两类。线应变又叫正应变,它是某一方向上微小线段因变形产生的长度增量(伸长时为正)与原长度的比值;角应变又叫剪应变或切应变,它是两个相互垂直方向上的微小线段在变形后夹角的改变量(以弧度表示,角度减小时为正。
应变与所考虑的点的位置和所选取的方向有关。物体中一点附近的微元体在所有可能方向上的应变的全体称为一点的应变状态。它可由一点在三个正交的坐标(x1,x2,x3)方向的应变分量εij(i,j=1,2,3)来确定。
参考资料来源:网络—应变
⑹ 应变引申仪数值正负代表什么 就是正负的实际意义是什么
正数表示该片应变计受到了拉伸力,负数表示该片应变计受到了压缩力。
⑺ 为什么材料要具有最佳应变
材料要具有最佳的应变力。首先就要了解什么是材料的应变力。材料的应变:材料内任一点因各种作用引起的尺寸或形状发生相对变形。
材料的应变与 受力、湿度、温度场变化等,像磁场、电场、微波等也会引起材料的应变。
单位面积上的力叫应力,单位力产生的变形叫应变。
电阻应变片的工作原理是基于应变效应制作的,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应的发生变化,这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片是用半导体材料制成的,其工作原理是基于半导体材料的压阻效应。压阻效应是指当半导体材料某一轴向受外力作用时,其电阻率发生变化的现象。理论上可以根据弹性力学中 线弹性各项同性材料 的本构关系决定, 参见任意一本弹性力学教材. 在数学角度上,在本构矩阵中, 对于各项同性材料, 切应力和拉压应力的耦合项都是0.
薄壁圆筒扭转其实就是一个纯剪切的实例.应变没有单位,弹性模量单位是Pa。
1、物体在受到外力作用下会产生一定的变形,变形的程度称应变。应变有正应变(线应变),切应变(角应变)及体应变。
2、弹性模量指的是单向应力状态下应力除以该方向的应变。
材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
弹性模量的单位是达因每平方厘米。“弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量,是一个统称,表示方法可以是“杨氏模量”、“体积模量”等。
⑻ 什么叫正应力、正应变、切应力、切应变
1、正应力:垂直于截面的应力分量称为正应力(或法向应力),用σ表示。正应力表示零件内部相邻两截面间拉伸和压缩的作用。
2、正应变:该点处,某一方向的截面上所分布的法向应力所产生的长度方向的应变称为正应变。
3、切应力:相切于截面的应力分量称为剪应力或切应力,用τ表示。切应力表示相互错动的作用。
4、切应变:该点处,某一方向的截面上所分布的剪切力所产生的长度方向的应变称为切应变。也称为剪应变。
知识点延伸:
正应力和切应力的向量和称为总应力。正应力和切应力是度量零件强度的两个物理量。
⑼ 固体力学中,应变状态相关概念的物理意义,以及在塑性成形中的作用 求解
应变状态的相关概念有:应力、应变、屈服强度、抗拉强度等。
应力是指材料单位面积所受的力,应变是指材料在力的作用下产生的变形(变形量/长度)。在塑性变形中,应力与应变成正比,当应力大于屈服应力时,材料将产生塑性变形,这个塑性变形是不可恢复的,当大于抗拉强度时,材料将断裂。所以在塑性成形中,材料所受的力必须介于屈服强度和抗拉强度之间。