
【機】 actual stress
在漢英詞典及工程力學領域,"實際應力"(Actual Stress)指材料在真實工作狀态下承受的力與其當前最小橫截面積的比值。其核心概念強調變形過程中截面積的動态變化,區别于僅基于初始截面積計算的"名義應力"。具體解析如下:
實際應力 (sigma{text{actual}}) 的數學表達式為: $$ sigma{text{actual}} = frac{F}{A_i} $$ 其中:
該定義反映了材料在塑性變形階段的真實承載狀态,尤其在拉伸試驗的頸縮階段至關重要 。
名義應力(Nominal Stress)
基于試樣未變形時的原始截面積 (A0) 計算:
$$ sigma{text{nominal}} = frac{F}{A_0} $$ 忽略變形導緻的截面積縮減,高估材料強度 。
實際應力的工程意義
用于評估材料在塑性變形、斷裂分析等場景的真實力學性能,如金屬成形、結構失效分析等領域 。
材料失效分析
實際應力是計算真實斷裂強度(True Fracture Strength)的基礎參數,見美國材料與試驗協會(ASTM)标準 E8/E8M 。
有限元仿真驗證
在ABAQUS等工程軟件中,實際應力用于校準彈塑性模型,确保模拟結果符合物理實驗數據 。
中文 | 英文 | 定義場景 |
---|---|---|
實際應力 | Actual Stress | 基于瞬時截面積的應力 |
真實應力 | True Stress | 同實際應力(通用術語) |
名義應力 | Nominal/Engineering Stress | 基于初始截面積的應力 |
權威參考來源:
- 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.
實際應力是材料在受力變形過程中,真實截面積上單位面積所承受的内力。它與工程應力(名義應力)不同,後者通常基于物體未變形前的原始截面積計算,而實際應力則考慮了材料變形導緻的截面積變化,因此更能反映材料在塑性變形階段的真實受力狀态。
定義與公式
實際應力計算公式為:
$$sigma{true} = frac{F}{A{actual}}$$
其中,( F )為外力,( A{actual} )為變形後的實際截面積。與之對比,工程應力公式為:
$$sigma{eng} = frac{F}{A_0}$$
(( A_0 )為初始截面積)。
與工程應力的區别
應用場景
實際應力通常需要通過實驗測量變形後的截面積,或結合應變數據間接計算。例如,在單軸拉伸試驗中,若已知工程應變( varepsilon ),實際應力可近似表示為:
$$sigma{true} approx sigma{eng} cdot (1 + varepsilon)$$
(假設體積不變,適用于均勻塑性變形階段)。
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