
【机】 actual stress
在汉英词典及工程力学领域,"实际应力"(Actual Stress)指材料在真实工作状态下承受的力与其当前最小横截面积的比值。其核心概念强调变形过程中截面积的动态变化,区别于仅基于初始截面积计算的"名义应力"。具体解析如下:
实际应力 (sigma{text{actual}}) 的数学表达式为: $$ sigma{text{actual}} = frac{F}{A_i} $$ 其中:
该定义反映了材料在塑性变形阶段的真实承载状态,尤其在拉伸试验的颈缩阶段至关重要 。
名义应力(Nominal Stress)
基于试样未变形时的原始截面积 (A0) 计算:
$$ sigma{text{nominal}} = frac{F}{A_0} $$ 忽略变形导致的截面积缩减,高估材料强度 。
实际应力的工程意义
用于评估材料在塑性变形、断裂分析等场景的真实力学性能,如金属成形、结构失效分析等领域 。
材料失效分析
实际应力是计算真实断裂强度(True Fracture Strength)的基础参数,见美国材料与试验协会(ASTM)标准 E8/E8M 。
有限元仿真验证
在ABAQUS等工程软件中,实际应力用于校准弹塑性模型,确保模拟结果符合物理实验数据 。
中文 | 英文 | 定义场景 |
---|---|---|
实际应力 | Actual Stress | 基于瞬时截面积的应力 |
真实应力 | True Stress | 同实际应力(通用术语) |
名义应力 | Nominal/Engineering Stress | 基于初始截面积的应力 |
权威参考来源:
- ASTM International. Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials (ASTM E8/E8M).
- Dowling, N. E. Mechanical Behavior of Materials. Pearson Education.
- Hosford, W. F. Mechanical Behavior of Materials. Cambridge University Press.
实际应力是材料在受力变形过程中,真实截面积上单位面积所承受的内力。它与工程应力(名义应力)不同,后者通常基于物体未变形前的原始截面积计算,而实际应力则考虑了材料变形导致的截面积变化,因此更能反映材料在塑性变形阶段的真实受力状态。
定义与公式
实际应力计算公式为:
$$sigma{true} = frac{F}{A{actual}}$$
其中,( F )为外力,( A{actual} )为变形后的实际截面积。与之对比,工程应力公式为:
$$sigma{eng} = frac{F}{A_0}$$
(( A_0 )为初始截面积)。
与工程应力的区别
应用场景
实际应力通常需要通过实验测量变形后的截面积,或结合应变数据间接计算。例如,在单轴拉伸试验中,若已知工程应变( varepsilon ),实际应力可近似表示为:
$$sigma{true} approx sigma{eng} cdot (1 + varepsilon)$$
(假设体积不变,适用于均匀塑性变形阶段)。
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