为什么平均应力的大小与所取面积的大小有关?

什么是应力
应力是内力的集度,表征物体内部因抵抗外载产生的力的大小。简单来说,应力就是单位面积上内力的大小。
比如,同样的外载,同样的木头,细的木头更加容易断。原因就在于其

本文最后更新时间:  2023-02-24 15:33:13

什么是应力

应力是内力的集度,表征物体内部因抵抗外载产生的力的大小。简单来说,应力就是单位面积上内力的大小。

比如,同样的外载,同样的木头,细的木头更加容易断。原因就在于其内部的应力比较大。

简述下应力的推导过程:1)先取截面上任意一小面积A,在面积A上有任意方向的力F,那么在这个面积A上的平均应力就是F/A。2)让A不断变小,趋向于一个点,平均应力取极限,这时候对应的应力就称为点的应力。

应力的讨论

根据上述推导过程,虽然推导过程用到了平均值,但是后面取极限又避开了这个平均值。应力指的是一个点的状态,而不是一个面。

应力对应的点,并不是严格意义上的点,而是一个无限小的六面体,我们称之为单元体。

正因为应力是点的状态,所以跟面积无关。我们通常所说的应力状态,都针对的是点。实际上也是如此,一个结构绝大多数情况下,每个位置的点的应力状态都不一样。

平均应力是个笼统的宏观表述,因为无法摆脱面积的影响,所以必须指出其对应的面,不然毫无意义。当然,平均应力跟面积大小无关,但是跟面的位置有关。

平均应力本身就不是一个很有意义的表述。因为断裂破坏永远都是在应力集中的局部发生的。

平均应力就好像人均收入一样,给非专业人士用的。只有当所取的面无穷小,这个应力才真正有意义。

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