应力

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简介

施加变形力可以使物体变形。此外，在将物体恢复到原始形状的过程中，需要另一股力。物体内部会释放一股反作用力。不同类型的应力可以根据所执行的动作以不同的格式进行分类。此外，应力用于使物体变形。曲线可以直观地表示应力-应变之间的关系。在本教程中，详细介绍了应力的类型和胡克定律。

关于应力的信息

固体具有固定的形状和尺寸，从制造之日起就保持不变。为了改变原始尺寸和形状或使物体变形，需要力。单位面积上施加或需要变形物体的力的大小就是应力。应力与应变成对称关系 (Scool.co, 2022)。我们可以将其表示为等式：

应力 = 力 / 横截面积。

此外，应变表示为单位长度上的延伸量。

因此，在测量时，作用在某个面积上的力的量可以与单位面积成正比。当物体受到这样的力作用时，物体保持静止并处于平衡状态，则会发生不同程度的变形，这取决于物体材料的特性和变形力的强度。许多材料的变形肉眼可能无法察觉。

当物体受到变形力作用时，物体内部也会产生恢复力。这种恢复力的大小相等，但方向与作用力相反。单位面积上的恢复力称为应力。因此，应力的大小 = F/A

应力的类型

物理学中有多种应力，但主要分为两类：正应力 (法向应力) 和切应力 (剪应力)。不同类型的应力与以下特性有关

正应力 (法向应力)

当变形力的方向垂直于目标物体的横截面积时，通常会对物体施加正应力。导线的尺寸或物体的大小会改变法向应力的大小。根据单位面积上施加力的量，正应力还可以细分为两类。

纵向应力

当变形应力沿物体长度方向作用时，称为纵向应力。它可以拉伸或压缩物体的长度。这种应力的作用会导致物体直径发生变化。

体积应力

在施加变形应力的阶段，施加的力导致体积发生变化。在体积应力中，由于施加了变形力，物体的体积会发生变化。

拉应力 (张应力)

施加变形力会导致施加应力的物体长度增加。此外，通过两端拉伸施加相反或相等的力，从而产生拉应力。

压应力 (压缩应力)

相反的情况是，施加的力导致施加力的物体长度减少，这称为压应力。此外，拉应力或压应力还可以称为纵向应力。

可以通过实验确定在拉应力下给定物体的应变和应力之间的关系。在常见的拉伸试验中，施加的力会拉伸一根线。记录长度的变化比例（应变）和产生应变所需的施加力。逐步缓慢增加施加的力并记录尺寸变化。可以绘制一个曲线图，该曲线图在应力（与单位面积上的施加力成正比）和产生的应变之间建立关系，以了解该过程。此外，应变和应力之间的关系曲线会因物体本身而异。

胡克定律

应变和应力在不同的情况下表现出不同的形式。当应力变形量较小时，应变和应力彼此成正比。这种应力应变关系需要是线性的 (Onheaven.co, 2022)。此外，胡克定律在应力和应变方面是充分的，并且对大多数物体都是有效的。

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结论

在本教程中，成功地介绍了物体上的变形压力以及应变和应力之间的关系。应力-应变行为因物体而异。通常，承受力的物体施加变形力被称为应力作用。通过施加作用力，可以很容易地理解应变和应力之间的比例关系。从本教程中可以看出，应变是一个无量纲量。

常见问题

问1. 应力到底是什么？

答. 应力是作用在物体单位面积上的力的大小，它会导致物体的形状发生变化。此外，应力是一种外部力，用于使物体变形。

问2. 应力和应变之间有什么关系？

答. 在弹性极限内，应力和应变之间的关系是成正比的。这种关系在胡克定律中得到了解释。

问3. 应力和应变的概念在哪些领域得到应用？

答. 应力的概念应用于其他工程技术。在类似领域中，理解该概念是可靠的，并且需要理解它，以了解可能影响某些结构的外部力。