介質應力英文解釋翻譯、介質應力的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 pressure stress

分詞翻譯：

介質的英語翻譯：

medium
【計】 M
【化】 medium
【醫】 excitatory transmitter; media; mediator; medium; neurogen; transmitter

應力的英語翻譯：

stress
【化】 stress
【醫】 stress

專業解析

介質應力（Medium Stress）是工程力學與材料科學中的重要概念，指介質（如氣體、液體或特定固體材料）内部或邊界上因外力作用而産生的單位面積内力。其本質是介質為抵抗外部載荷（壓力、溫度變化、機械力等）在内部形成的相互作用力系統。以下從專業角度分層解析：

一、核心定義與物理本質

介質（Medium）
指傳遞機械波、電磁波或力的物質載體，常見于流體（液壓油、空氣）或連續固體（地基岩土、複合材料）。在應力分析中，介質需滿足連續性假設。
應力（Stress）
定義為介質内部截面單位面積上的内力，單位為帕斯卡（Pa）。數學表達為：

$$ sigma = lim_{Delta A to 0} frac{Delta F}{Delta A} $$

其中 $Delta F$ 為微元面積 $Delta A$ 上的作用力。

二、介質應力的分類與典型場景

1. 流體靜壓應力（Hydrostatic Stress）

特征：各向同性壓力，如靜止流體中某點的壓強（如液壓系統油壓）。
公式：$sigma_h = -p$（$p$ 為靜水壓力，負號表示壓應力）。
應用場景：深海管道設計、液壓缸承壓分析。

2. 剪切應力（Shear Stress）

特征：由介質層間相對運動産生（如潤滑油膜剪切）。
公式：$tau = mu frac{du}{dy}$（$mu$ 為動力粘度，$du/dy$ 為速度梯度）。
應用場景：軸承潤滑分析、泥石流動力學研究。

3. 熱應力（Thermal Stress）

成因：介質因溫度梯度膨脹/收縮受阻時産生（如高溫管道約束安裝）。
公式：$sigma_{th} = E alpha Delta T$（$E$ 為彈性模量，$alpha$ 為熱膨脹系數）。
應用場景：核反應堆冷卻系統。

三、工程意義與失效關聯

介質應力直接影響材料服役壽命：

疲勞失效：交變應力導緻裂紋萌生（如輸氣管道壓力波動）；
屈曲失穩：壓應力超臨界值引發結構塌陷（如儲油罐外壓工況）；
腐蝕加速：應力與腐蝕介質協同作用（如化工設備應力腐蝕開裂）。
權威案例可參考美國機械工程師協會（ASME）《壓力容器設計規範》。

四、跨學科延伸概念

地質力學：岩土介質應力場控制地震斷層活動（參考美國地質調查局USGS模型；
生物醫學工程：細胞培養基質應力調控組織再生（見《Nature Materials》細胞力學綜述。

參考文獻

ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII. https://www.asme.org/codes-standards/find-codes-standards/bpvc-ix-bpvc-section-ix
MIT OpenCourseWare: Fluid Mechanics, Lecture 3 "Shear Stress and Viscosity". https://ocw.mit.edu/courses/2-25-advanced-fluid-mechanics-fall-2013/
IAEA Safety Report: Thermal Stress in Nuclear Components. https://www.iaea.org/publications/12350/thermal-stress-analysis-for-nuclear-reactors
USGS Crustal Stress Database. https://earthquake.usgs.gov/data/crustal-stress/
Dupont et al. (2021) "Mechanotransduction in tissue engineering", Nature Materials 20: 791–797. https://www.nature.com/articles/s41563-021-00991-8

網絡擴展解釋

介質應力是連續介質力學中的核心概念，指連續介質（如固體、流體等）内部因外力或環境變化産生的相互作用力在單位面積上的強度描述。以下是詳細解釋：

1. 基本定義

介質應力是單位面積上的内力，數學表達式為： $$ sigma = frac{F}{A} $$ 其中$sigma$為應力，$F$為内力，$A$為作用面積。

2. 應力張量特性

在連續介質中，應力需要用二階張量表示（九分量矩陣），包含：

正應力（法向應力$sigma$）：垂直于作用面，如拉伸/壓縮應力；
剪應力（切向應力$tau$）：平行于作用面，如剪切變形産生的應力。

3. 物理意義

當介質被假想曲面分割時，兩側會通過該曲面傳遞應力。應力張量可完整描述任意方向截面上的受力狀态，不依賴曲面選擇。

4. 産生原因

包括外力加載（機械載荷）、溫度變化、濕度變化等外部因素，導緻介質内部産生抵抗變形的内力。

5. 與壓強的區别

壓強是外部施加的單位面積力（标量），而應力是介質内部自身産生的響應（張量），包含多方向分量。

示例：一根金屬杆受拉時，橫截面上産生均勻的正應力；若同時受扭轉，則截面還會出現剪應力，此時需用應力張量完整描述。

（如需進一步了解應力張量的數學推導或工程應用案例，可告知具體方向）