
【化】 biaxial stress
both; double; even; twin; two; twofold
【化】 dyad
【医】 amb-; ambi-; ambo-; bi-; bis-; di-; diplo-; par
axes; axis; shaft; spindle
【医】 ax-; ax.; axes; axio-; axis; core
stress
【化】 stress
【医】 stress
双轴应力(Biaxial Stress)是材料力学和工程学中的核心概念,指物体在两个相互垂直的主轴方向上同时承受应力的状态。根据《汉英科技大词典》的定义,该术语对应英文“Biaxial Stress”,强调应力张量中两个主应力分量($sigma_1$和$sigma_2$)的非零性,而第三个主应力分量$sigma_3$为零或可忽略。例如,在薄板受双向拉伸时,厚度方向的应力可近似视为零,形成典型的双轴应力场。
在数学表达上,双轴应力状态可表示为:
$$
sigma = begin{bmatrix}
sigma{x} & 0 & 0
0 & sigma{y} & 0
0 & 0 & 0
end{bmatrix}
$$
这一模型被广泛应用于压力容器、航空航天蒙皮和薄膜材料的强度分析(参考美国机械工程师协会ASME《压力容器设计标准》)。
与单轴应力不同,双轴应力会引发更复杂的应变响应。根据胡克定律,材料在双轴载荷下的应变需通过二维本构方程计算:
$$
varepsilon_x = frac{1}{E}(sigma_x - usigma_y)
$$
$$
varepsilon_y = frac{1}{E}(sigma_y - usigma_x)
$$
其中$E$为弹性模量,$ u$为泊松比(引自材料力学经典教材《Mechanics of Materials》第12章)。
工程实践中,双轴应力测试遵循ASTM E8/E8M标准,采用十字形试样进行双向加载实验。数据显示,铝合金在双轴拉伸下的屈服强度较单轴状态下降约8%-15%(数据来源:美国材料试验协会ASTM年度报告)。
双轴应力是材料力学中的一个重要概念,指物体在某一平面内同时承受两个互相垂直方向的主应力作用,而第三个主应力为零的应力状态。以下是详细解释:
双轴应力状态更接近实际工程中材料的受力环境(如桥梁、建筑结构),其分析能更真实反映结构的强度、变形及破坏机理。
如需进一步了解双轴应力的数学推导或具体实验方法,可参考、4、7中的研究案例及标准测试流程。
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