
【化】 homogeneous strain(ing)
均匀应变(Uniform Strain) 指材料在受力变形时,其内部各点发生的应变大小和方向均相同的状态。这种变形表现为材料整体均匀伸长、缩短或剪切,不存在局部突变或不连续区域。在连续介质力学中,均匀应变是理想化的简化模型,常用于基础理论分析和材料性能测试。
空间一致性
应变张量在物体内处处相同,即任意两点的相对位移与位置呈线性关系。数学表达为:
$$ epsilon_{ij} = frac{1}{2} left( frac{partial u_i}{partial x_j} + frac{partial u_j}{partial xi} right) = text{常数} $$
其中 $epsilon{ij}$ 为应变分量,$u_i$ 为位移分量。
变形均匀性
材料所有微元经历相同比例的尺寸变化(如单向拉伸时横截面均匀收缩),无应力集中现象。
该术语源于经典弹性力学,英文表述强调应变场在空间上的均一性(uniform 即“一致、无变化”)。
注:因未搜索到可直接引用的在线词典资源,参考文献以权威纸质出版物替代,确保学术严谨性。
均匀应变是连续介质力学和构造地质学中的基本概念,指变形物体内各点的应变特征完全一致的现象。以下从定义、特征及对比进行综合阐述:
均匀应变指物体内部各点的应变状态(包括拉伸、压缩、剪切等)在空间上呈现相同的分布特征。其理论基础源于应变椭球体模型,即原始单位圆球体经均匀变形后形成的椭球体,可完整描述各方向上的应变比例。
对比项 | 均匀应变 | 非均匀应变 |
---|---|---|
应变分布 | 各点应变特征相同 | 各点应变特征不同或逐渐变化 |
变形表现 | 整体协调变形(如均匀压缩) | 局部差异(如褶皱、断层) |
数学模型 | 应变椭球体适用 | 需分段或高阶方程描述 |
均匀应变模型广泛应用于地质构造分析(如岩层整体变形)、材料力学(均匀材料应力计算)及有限元仿真(如沙漏控制算法)。在光纤传感领域,均匀应变场会导致布拉格光栅波长均匀漂移,与非均匀应变的光谱展宽形成对比。
如需进一步了解应变椭球体的数学推导或有限元实现细节,可参考、3、10的完整内容。
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