
【化】 tangential strain
anxious; be sure to; chip; chop; correspond to; cut; eager; knife; log; shear
shive; slice
【医】 cutting; incise
meet an emergency
【化】 strain
【医】 strain; straining
切应变(Shear Strain) 指材料在受到平行于其截面的剪切力作用时,产生的角度形变量。其本质是物体内部相互垂直的微元线段之间夹角的变化量,通常用符号γ(gamma)表示,单位为弧度(rad)或无单位。在弹性力学中,切应变描述材料抵抗形状畸变的能力,是材料力学性能的关键参数之一。
英文对应术语:
在汉英词典中,“切应变”对应的标准英文术语为Shear Strain。该术语广泛应用于工程力学、材料科学和物理学领域,用于量化材料在剪切应力下的变形程度。
物理定义与数学表达:
切应变的数学定义为:
$$ gamma = tan theta approx theta $$
其中θ 为变形前相互垂直的两线段变形后的夹角减小量(如图1所示)。当形变较小时,可近似认为切应变等于角度偏移量 θ(以弧度计)。
工程意义与应用场景:
切应变直接关联材料的剪切模量(G),二者满足本构关系:
$$ tau = G cdot gamma $$
(τ 为剪切应力)。该参数在以下领域至关重要:
参考文献与权威来源:
经典教材系统阐释切应变与材料变形理论(Chapter 7: Torsion & Shear Stress)。
定义力学量术语,明确剪切应变(shear strain)的标准化表述。
标准试验方法:室温下材料剪切模量的测定(涉及切应变测量原理)。
解析剪切变形微观机制(晶体滑移、位错运动等)。
切应变(Shear Strain)是材料力学中描述物体在剪切力作用下局部变形程度的物理量,具体解释如下:
基本定义
切应变指物体受力变形时,某点处两个相互垂直方向的微小线段在变形后夹角的改变量,用符号$gamma$表示。例如,初始直角变形后变为锐角或钝角,其角度变化量即为切应变。
数学表达式
若变形前两棱边夹角为$90^circ$,变形后夹角变为$90^circ pm Deltatheta$,则切应变可表示为:
$$
gamma = lim_{Delta x to 0} frac{Delta u}{Delta y} + frac{Delta v}{Delta x}
$$
其中$Delta u$和$Delta v$分别为横向与纵向位移分量。
单位与量纲
切应变的单位为弧度(rad),属于无量纲量。
切应变反映了材料抵抗剪切变形的能力,常见于以下场景:
假设一个立方体材料在剪切力作用下,顶面相对于底面发生横向位移,原本垂直的棱边夹角减小$Deltatheta$,则切应变$gamma = tan(Deltatheta) approx Deltatheta$(小变形时)。
切应变是描述材料因剪切力导致角度变化的量,单位为弧度,与正应变共同构成材料变形分析的基础。
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