tangential stress是什麼意思,tangential stress的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
切線應力
例句
The cracking direction is determined by a simplified maximum tangential stress criterion.
開裂方向的計算采用了一種簡化的最大切向應力準則。
The measured results shows that the damage of the bit body was mainly caused by tangential stress.
測定結果表明,釺頭體主要是由切向應力引起賬褲破壞。
The difference formulas for the boundary tangential stress are derived for the constant boundary elements.
推導出常邊界元情況下邊界切向應力的差分公式。
The difference equations for the boundary tangential stress are derived in the case of constant boundary element.
推導出常邊界單元情況下邊界切向應力的差分公式。
Based on the maximal tension stress theory, formulae of maximal tangential stress and critical load are presented.
根據最大拉應力理論,給出了最大切向拉應力和臨界載荷公式。
專業解析
切向應力(Tangential Stress)的詳細解釋
切向應力(Tangential Stress),也稱為剪應力(Shear Stress),是材料力學中的一個核心概念。它描述的是作用在材料内部某個截面上的應力分量,其方向平行于該截面,與使材料發生剪切變形或滑移直接相關。
核心含義與物理本質:
- 力的作用方向: 區别于法向應力(Normal Stress,垂直于截面,引起拉伸或壓縮),切向應力的方向與所考察的截面相切(平行)。
- 變形效應: 切向應力是導緻材料發生剪切變形的主要原因。想象一下用剪刀剪紙,或者兩塊疊放的木闆相互滑動,作用在接觸面上的力就是産生切向應力的典型例子。它試圖使材料的相鄰部分沿着作用力的方向發生相對滑移。
- 應力張量分量: 在更嚴謹的連續介質力學描述中,應力狀态是一個二階張量。切向應力對應于該張量中的非對角線分量(如 τ_xy, τ_xz, τ_yz),表示不同坐标方向上的剪切作用。
工程應用實例:
- 薄壁壓力容器: 在承受内壓的圓柱形或球形薄壁容器(如鍋爐、儲氣罐)中,除了環向應力和軸向應力(法向應力)外,理論上也存在切向應力,但在理想對稱載荷下,主要的破壞模式通常由法向應力控制。然而,在非對稱載荷或連接部位,切向應力變得非常重要。
- 軸的扭轉: 當圓軸受到扭矩作用發生扭轉時,在軸的橫截面上會産生純剪應力狀态。這是切向應力最典型的應用場景之一,其大小沿半徑方向呈線性分布,中心為零,表面最大。計算公式為:
$$ tau = frac{T r}{J} $$
其中,τ 為切向應力,T 為扭矩,r 為計算點到圓心的距離,J 為橫截面的極慣性矩。
- 梁的彎曲: 在承受橫向載荷的梁中,除了由彎矩引起的法向應力(彎曲應力)外,還存在由剪力引起的切向應力(剪應力)。在梁的中性層處,法向應力為零,而切向應力達到最大值。
- 機械連接: 螺栓、鉚釘、銷釘等在承受垂直于其軸線的載荷時(如搭接接頭中的螺栓),主要承受剪切作用,其内部的應力主要是切向應力。
- 土壤力學: 在土體中,切向應力決定了土體抵抗沿潛在滑動面滑動的能力,是分析邊坡穩定性和地基承載力的關鍵參數。
與相關概念的區别:
- 法向應力(Normal Stress): 方向垂直于作用截面,引起材料的伸長或縮短(拉伸或壓縮)。符號通常為 σ(sigma)。
- 主應力(Principal Stress): 材料内某點處,存在特定的方向(主平面),其上隻有法向應力而無切向應力。切向應力為零的平面即為主平面,其上的法向應力即為主應力。求解主應力是應力分析的核心任務之一。
- 切應變(Shear Strain): 描述由切向應力引起的材料形狀畸變的度量,通常用角度變化 γ(gamma)表示。
權威參考來源:
- 《材料力學》(Mechanics of Materials)教材: 如 R.C. Hibbeler, James M. Gere, Ferdinand P. Beer 等作者編寫的經典教材,對切向應力(剪應力)的定義、計算和應用有系統闡述。這些教材是工程教育的基礎。
- 工程标準與規範: 如美國機械工程師學會(ASME)的鍋爐及壓力容器規範(BPVC)、美國鋼結構學會(AISC)的鋼結構規範等,在涉及壓力容器設計、結構連接設計等内容時,都包含對切向應力(剪應力)的校核要求和計算方法。
- 大學工程課程講義: 例如麻省理工學院(MIT)開放課程(OpenCourseWare)中提供的材料力學或固體力學課程資料,提供了清晰的概念解釋和推導。
網絡擴展資料
"tangential stress" 的中文對應術語為切應力(也稱為剪應力),以下是詳細解釋:
1.基本定義
切應力(tangential stress)是物體内部因外力或變形産生的、與截面相切方向的應力,與正應力(垂直于截面的應力)相對。例如,當物體受剪切力作用時,内部相鄰部分會産生抵抗變形的切向相互作用力。
2.物理意義
- 産生原因:外因(如受力、溫度變化)導緻物體變形時,内部各部分之間産生的抵抗變形的内力。
- 計算公式:單位面積上的切向内力,即
$$tau = frac{F}{A}$$
其中,$tau$ 為切應力,$F$ 為切向力,$A$ 為受力面積。
3.應用領域
- 固體力學:描述材料受剪切作用時的應力分布,如梁的剪切變形、螺栓受力分析等。
- 流體力學:在層流中,流體相鄰層間的粘性摩擦力即切應力(又稱粘性力)。
4.相關概念辨析
- 與剪應力的關系:多數文獻認為兩者是同一概念的不同表述(均指與截面相切的應力),但部分資料提到“剪應力”可能特指由剪切力直接引起的切應力。
- 與正應力的區别:正應力垂直于截面,由拉伸或壓縮産生;切應力平行于截面,由剪切或扭轉産生。
5.單位與符號
- 符號:通常用 $tau$ 表示。
- 單位:國際單位為帕斯卡(Pa),即牛/平方米(N/m²)。
提示:
如需進一步了解公式推導或具體工程案例,可參考權威力學教材或工程手冊。
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