一般來說,連續介質力學是一種宏觀模型,通常不討論變數是如何「產生」的,更多描述它們的行為和作用。

當物體受到外力時,內部相互「拉扯」,以抵消外力的作用,使得整體變形有限,內部相互的作用就是通過應力體現和描述的。

在一個截面上,應力關於截面不同形式的積分,平衡於這個截面收到的力和力矩。

應力集中指的是原本應力本應該比較平均的,關於空間坐標的函數理想情況下希望比較「平緩」;但是由於結構中有一些孔洞,折角等突變,在這些突變部位的附近,應力突然變得很大,這個就是應力集中。

通常應力集中使得結構局部應力過大,不利於結構可靠性。


先來說應力是怎麼產生的?

應力時微觀上表達力的一個概念,看它的單位就可以理解,比10N/mm^2,意思就是一平方毫米的面積上,作用在這個物體上的力的大小式10N。如果撤掉作用在這個 物體的上的力,那麼這個應力就會消失。

應力集中,顧名思義,就是應力的分布比較集,應力全都堆在一個地方的上擠,而周圍的地方則沒有應力或者沒有太大的應力。


應力是「定義」的,不是「產生」的。定義它,用來描述一個物體受到的外部作用量的大小。舉個例子,你用手抓一個麵糰,手對麵糰的作用,用應力來描述。你吹一個氣球,氣壓對氣球面的作用,可以用應力來描述。你站在一個山頭上,子彈從四面八方的射過來,當然也包括地下和天上來的子彈。

嚴格的定義是指,基於一個正方六面體,每個面上都有一堆力作用的。定義的要求很嚴格,他要求6個面上的所有力求和等於0,6個面上所有力的對質心的力矩求和,等於0。目的是讓這個六面體不能平移,不能旋轉,剩下的就只有變形了。事實上在小變形理論里,應變在10的負6次方以下。你如果想看到變形,需要一個100萬倍的顯微鏡。

在一個物體內,應力是位置的函數。一種作用量是位置的函數,我們就可以稱他為場。場可以用梯度進行描述。這裡用「地形圖的等值線」來進行類比,坡度大的地方,等值線就密,坡度小的地方,等值線就稀。坡度大,應力梯度大的區城,就是應力集中。


應力其實是結構或者材料本身為了抵抗外界能量引入、破壞,為了協調自身而在結構、材料中產生的抗力,它是一個材料、機械、物理學中一個只能被間接測量、計算的物理量,雖然被廣泛應用,不過更傾向於它是一個學術假想量,它是一個導出量,評價的是單位面積內材料、結構的抗力水平

應力集中,其實是一個形象化的描述,指的是材料或者結構內部內應力的不均衡狀態,某個位置應力水平過高,顯著高於同一個結構的其他部分我們就稱之為應力集中,出現應力集中的與宏微觀結構本身的特點有顯著聯繫,比如螺紋的螺牙、螺紋小徑、材料內部晶界、相界、第二相粒子界面、微觀缺陷附近、過飽和固溶體等等的

本人不是物理、力學專業的所以對於物理學中量綱、概念定義描述可能有不妥之處,希望大家指正


物體若受力,內部就會產生應力,其值為力除以面積,應力集中現象是由於局部受力面積過小,導致應力與其臨近位置的應力顯著不同,可理解為突變!


這個是一種定義,這像力是怎麼產生的?


物體由於外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,並試圖使物體從變形後的位置恢復到變形前的位置。在所考察的截面某一點單位面積上的內力稱為應力。同截面垂直的稱為正應力或法嚮應力,同截面相切的稱為剪應力或切應力。

應力集中指物體中應力局部增高的現象,一般出現在物體形狀急劇變化的地方,如缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處。應力集中能使物體產生疲勞裂紋,也能使脆性材料製成的零件發生靜載斷裂。在應力集中處,應力的最大值(峰值應力)與物體的幾何形狀和載入方式等因素有關


應力產生的原因很多,在我的認知範圍內,應力均由外部作用產生(包括外力、溫度、重力-萬有引力等等),外部作用形成後,在物體內部通過分子間作用力傳遞。

應力集中的產生是受力物體的形狀決定的,由於固體分子的自由性最差(相對於氣體和液體而言),應力需通過一定的路徑傳遞,因此,在截面突變的位置應力無法重新分布,導致該位置應力集中。

這個問題解釋起來的角度很多,我只是從其中一個角度給出了解釋,力求直白,表達上可能不夠嚴謹,希望可以幫到您。


對運動物體而言,就是造成阻遏的力。阻遏面上受力最大的地方,應力就會集中。不運動的物體不會產生應力。


應力就是樣品單位面積的受力,即載荷(N)/樣品的受力面積(mm2)。樣品收到外界的力就會有應力。

應力集中的話和樣品的結構設計有關係,就是最容易受力的部位會產生應力集中,最容易破壞失效。


推薦閱讀:
相关文章