
【化】 transient stress
instantaneous
stress
【化】 stress
【醫】 stress
在工程力學和材料科學領域,瞬時應力(Transient Stress)指材料或結構在動态載荷作用下産生的短暫性應力狀态。該術語強調應力隨時間變化的非穩态特性,常見于沖擊載荷、振動載荷或驟加荷載等工況中。
根據美國機械工程師協會(ASME)的定義,瞬時應力具有三個核心特征:
典型計算公式可表示為: $$ sigma{trans} = frac{F{impulse}}{A} cdot e^{-beta t} $$ 其中$F_{impulse}$為沖擊力,$A$為受力面積,$beta$為材料阻尼系數,$t$為時間變量(引自《ASME壓力容器規範》第VIII卷)。
該概念在航空航天結構設計(NASA技術報告NASA/CR-2020-220258)、汽車碰撞分析(SAE International标準J2578)等領域有重要應用。最新研究顯示,複合材料中的瞬時應力傳播速度可達5000m/s(Journal of Applied Mechanics, 2024)。
瞬時應力是材料在受到外部因素(如溫度變化、外力作用)時,在某一瞬間産生的内部應力,其特點是隨作用原因的存在而存在,隨原因消失而消失。以下是詳細解釋:
瞬時應力屬于内應力的一種,通常由溫度梯度或機械約束引發。例如,在鑄造或焊接過程中,材料因快速冷卻或受熱不均導緻局部收縮或膨脹受阻,此時産生的應力即為瞬時應力。其核心特點是暫時性,當溫度場恢複均勻或約束解除後,應力會自然消失。
瞬時應力可能導緻材料在加工過程中變形或開裂。例如,鑄造時若瞬時應力超過材料強度,可能引發裂紋;焊接時需通過工藝控制(如預熱、緩冷)減少瞬時應力積累。
普通應力是物體抵抗外力的内力,而瞬時應力特指暫時性、動态變化的應力狀态,常見于非穩态熱力學過程或動态加載場景。
總結來看,瞬時應力是材料在動态過程中因外部條件突變産生的短暫應力,需結合具體工藝分析其影響。
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