拉伸应力

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介绍

它是与拉伸或在这种情况下拉力相关的量。它负责材料沿施加载荷轴线的伸长。因此，拉伸应力与施加在具有特定弹性程度的棒材上的力的幅度有关，并且该幅度除以垂直于施加到材料上的力的横截面积。拉伸应力是正应力的一个细分，正应力是垂直作用于给定物体一定面积上的力，然后发现该力分布在该物体的单位面积上。

什么是拉伸应力？

拉伸应力是正应力的一种。当施加的力或载荷倾向于沿力的方向拉伸材料时，就会产生这种应力。

有哪些类型的应力？

应力定义为物体单位面积上的恢复力。应力被称为标量，用σ表示。换句话说，应力被描述为作用在材料上的力除以该力作用在其上的材料的横截面积 (Liu et al. 2020)。

恢复力具有与施加的变形力相同的幅度，但方向相反。应力可以表示为σ = F / A，其中F是力，A是横截面积。

应力的单位是帕斯卡或N/m²。物理学中有多种类型的应力；然而，正应力、拉伸应力、剪切应力和纵向应力是应力的主要分类。

• 正应力 - 正压力解释为当轴向力作用于单元时增加的应力。应力向物体的传递被称为垂直方向 (Wang et al. 2020)。物体的长度和体积发生变化，物体的应力水平恢复正常。

• 纵向应力 - 由于正应力引起的物体长度变化被称为纵向应力。这种类型的应力会在整个长度上压缩或拉伸材料。

• 剪切应力 - 在这种类型的应力中，压力切向作用于平面的表面积上。当作用在表面上的应力拉伸切线并且作用在表面上的压力平行时，该表面被称为切线。

• 拉伸应力 - 拉伸应力被描述为当施加的或变形力导致物体长度增加时发生的应力 (Liao, Zhu, & Tang, 2019)。例如，当拉伸金属丝或棒材时，在其两侧施加相反且相等的力。

拉伸应力与压缩应力的区别

拉伸应力	压缩应力
它导致物体伸长或特定事件发生。	它是施加力的缩短的结果。
它是由拉伸力引起的。	它是由压缩力引起的。
起重机钢缆、绳索、钉子和螺纹是拉伸强度的例子。	混凝土柱是压缩应力的主要例子。
钢是拉伸应力下最强的材料。	混凝土和钢在压缩应力下最强。

拉伸应力的应用

搬运工和警察利用拉伸应力来牵引车辆和汽车。拉伸应力作用于水的拉动，其中滑轮和绳索可以将液体向上提升 (Kim, Kim & Yoo, 2019)。

当一个人看到另一个人从井里抽水并将其送到指定地点时，就会看到这种情况。

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起重机在将材料向上提升到其他地方时，拉伸应力会起作用。拔河是一种基于拉伸应力原理的游戏活动 (Wang et al. 2020)。拉伸应力的更多应用包括儿童游戏以及供应商和店主使用称重机计算重量。拉伸应力的原理在任何施加力来完成工作的场合都能很好地发挥作用。

结论

拉伸应力与正应力的细分有关。拉伸应力是沿给定力的轴线方向作用的相对力，它负责特定材料的伸长。施加在弹性棒上的力的大小进一步除以棒的横截面积。此外，力的幅度垂直于施加的力。

常见问题

问1. 当拉力作用于材料时，可以计算哪些应力？

答。极限拉伸强度由材料所能承受的最大应力表示；回弹模量是拉伸应力与材料杨氏模量的两倍之比；断裂强度是物体在裂纹点所能承受的最大应力。所有这些方面都是根据拉力计算的。

问2. 究竟哪种物质具有最高的抗拉强度？

答。抗拉强度因材料而异。多壁碳纳米管具有最高的抗拉强度。

问3. 什么是极限拉伸强度 (UTS)？

答。它是物体在施加力时所能承受的最大应力。如果施加的力超过 UTS，则材料会破裂。

问4. 拉伸应力的主要应用是什么？

答。拉伸应力应用于各个工作领域。警察使用它来牵引汽车和其他车辆。