
【化】 constant section
在工程學與材料科學領域,“等截面”是一個描述物體幾何特性的重要術語,其核心含義和對應的英文表達如下:
一、中文釋義
“等截面”指物體沿其長度方向的橫截面形狀、尺寸和面積始終保持不變。這意味着無論從物體的哪個位置作垂直于中心軸的切割,所得到的截面圖形完全一緻。該特性常見于規則柱體(如圓柱、棱柱)、管道、梁等結構設計中,是簡化力學分析(如應力分布、承載能力計算)的關鍵前提。例如,一根筆直的圓形鋼筋沿其長度方向任意位置的直徑均相同,即滿足等截面條件。
二、英文對應術語與權威定義
牛津英語詞典(Oxford English Dictionary)将其定義為“a cross-section that does not change in shape or size along the length of an object”,強調幾何參數的恒定性。這一表述廣泛應用于機械工程與土木工程領域,如描述等截面梁(uniform cross-section beam)的受力分析。
韋氏詞典(Merriam-Webster)将其解釋為“a section of constant dimensions throughout its length”,突出尺寸的連續性。該術語在材料科學與結構設計中常與“prismatic”(棱柱形的)互換使用,指代無錐度或變形的規則形體。
三、專業應用與标準參考
根據國際标準化組織(ISO)關于工程制圖的規範(ISO 128-24),等截面構件的圖紙需明确标注“uniform section”或“constant section”符號,并輔以尺寸公差說明,以确保制造一緻性。中國《工程力學術語》(GB/T 10609-2020)同樣将“等截面”列為标準術語,規定其在結構計算中的核心地位,例如等直杆(uniform bar)的軸向變形公式推導需基于截面均勻的前提。
四、相關概念擴展
與“等截面”相對的概念為“變截面”(Tapered Section或Variable Cross-Section),指截面尺寸沿長度方向漸變(如錐形軸、變截面梁)。在航空航天與汽車工程中,變截面設計可優化重量分布,但需通過有限元分析等複雜方法校核強度。
等截面是一個多學科領域的專業術語,核心含義為物體沿長度方向各處的橫截面積保持相同。以下是其詳細解釋及不同場景下的應用:
等截面(Constant Cross-section)指物體在縱向延伸過程中,所有橫向切面的形狀和面積均保持一緻。例如圓柱體、棱柱等均屬于典型的等截面幾何體。
建築工程
在鋼筋代換中,等截面指通過調整鋼筋直徑或根數,使新舊兩組鋼筋的總橫截面積相等。例如:原設計使用5根直徑20mm的鋼筋(總截面積約1570mm²),可替換為7根直徑18mm的鋼筋(總截面積約1780mm²)。但需注意代換需符合設計規範。
電纜工程
多芯電纜中,若所有導體截面積相同則稱為等截面電纜;若部分導體截面積較小(如保護接地線PE),則稱為非等截面電纜。例如:4芯電纜中,3根相線與中性線截面積相同(如16mm²),而PE線可能為10mm²。
數學幾何
在幾何學中,等截面還指平面切割四面體時,同時平分其表面積和體積的特殊平面。這種平面需通過四面體的内心,屬于拓撲學與立體幾何的交叉概念。
類型 | 等截面案例 | 非等截面案例 |
---|---|---|
建築鋼筋 | 總截面積相等的不同直徑組合 | 總截面積不足的替換方案 |
電纜導體 | 相線、中性線截面積相同 | PE線截面積減半 |
幾何體 | 圓柱體、棱柱 | 錐體、變截面梁 |
如需了解具體計算公式或規範條文,建議參考建築設計手冊(如《混凝土結構設計規範》)或電纜行業标準(如IEC 60228)。
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