
【化】 tensile strain
拉伸应变(Tensile Strain)是材料力学中描述物体在受拉应力作用下发生形变程度的物理量。根据汉英词典对照,其英文对应词为"tensile strain",定义为材料在拉伸载荷作用下产生的单位原始长度的长度变化量。该概念在工程材料测试领域具有重要应用价值,其数学表达式为:
$$ varepsilon = frac{Delta L}{L_0} $$
式中$varepsilon$代表拉伸应变,$Delta L$表示材料在拉伸方向的总伸长量,$L_0$为材料的原始标距长度。根据国家标准GB/T 228.1-2021《金属材料 拉伸试验 第1部分:室温试验方法》,该参数需要通过标准化的拉伸试验进行测定。
在实际应用中,拉伸应变可分为两个阶段:弹性应变阶段(卸载后形变可恢复)和塑性应变阶段(产生永久形变)。工程领域常通过应力-应变曲线来表征材料的拉伸性能特征,该曲线能直观反映材料的弹性模量、屈服强度和断裂延伸率等关键参数。研究表明,金属材料的典型弹性应变范围通常在0.2%-0.5%之间,而高分子材料可能达到5%-10%的弹性应变水平。
值得注意的是,拉伸应变与压缩应变共同构成轴向应变的基本类型。在工程结构设计中,准确计算材料的最大允许拉伸应变是确保构件安全服役的关键要素,特别是在航空航天、桥梁建造等对材料性能要求严苛的领域。
拉伸应变是材料力学中描述物体在外力作用下发生相对变形的物理量,具体解释如下:
拉伸应变(又称线应变或正应变)指物体在拉伸过程中,某线段单位长度的形变量,即形变后的长度变化量与原长度的比值,用符号$varepsilon$表示。其公式为: $$ varepsilon = frac{Delta L}{L_0} $$ 其中,$Delta L$为长度变化量,$L_0$为原始长度。
正应变
拉伸应变属于正应变,表现为材料沿受力方向伸长或缩短。例如,橡皮筋被拉长时,其纵向伸长量与原长的比值即为拉伸应变。
切应变
与拉伸应变不同,切应变($gamma$)描述材料因剪切力导致的夹角变化,如物体被扭曲时的角度形变。
杨氏模量
拉伸应变与材料刚度相关,杨氏模量($E$)越大,材料抵抗拉伸变形的能力越强,公式为:
$$
E = frac{sigma}{varepsilon}
$$
其中$sigma$为应力。
极限强度
当拉伸应力超过材料的极限强度时,材料会断裂。
通过以上分析可知,拉伸应变是衡量材料弹性变形能力的关键参数,广泛用于工程设计和材料性能评估。如需更深入的力学计算,可参考权威教材或标准规范。
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