应力分类
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应力分类方法的几点讨论
应力分类方法是指将应力分为不同类型的方法,主要有三类:
1.按照应力的来源分类,包括外力作用产生的应力和内力作用产生的应力。
2.按照应力的性质分类,包括压应力、拉应力、剪应力和旋转应力。
3.按照应力的方向分类,包括正应力和负应力。
应力分类方法有助于研究材料的力学性质,并为设计、分析和讨论应力分类方法,应力分类方法对于工程设计和材料研究有着重要意义。
在工程设计中,根据不同类型的应力,可以采用不同的材料和结构设计,以满足应力承受能力的要求。
在材料研究中,根据不同类型的应力,可以研究材料在不同应力下的力学性能和破坏机理。
同时,应力分类方法还可以帮助研究者更好地理解和分析材料的应力状态,对于研究材料的疲劳寿命、断裂行为、应力应变关系等具有重要意义。
此外,应力分类方法也可以帮助研究者更好地评估结构的安全性和可靠性。
例如,在结构的设计和评估中,根据不同类型的应力,可以采用不同的安全系数和设计规范,以确保结构的安全性和可靠性。
总之,应力分类方法是一种帮助理解和分析材料和结构应力状态的有效工具,对于工程设计和科学研究具有重要意义。
建筑结构设计中的应力分析建筑结构设计是建筑工程中至关重要的一环。
在设计建筑结构时,应力分析是必不可少的步骤。
通过应力分析,我们可以评估建筑结构的稳定性和安全性,以确保建筑在使用期间不会发生倒塌或出现其他结构问题。
本文将介绍建筑结构设计中应力分析的基本原理和常见方法。
一、应力的定义和分类应力是指受力物体内部产生的力的效应。
在建筑结构中,应力可以分为以下几种类型:1. 压应力:指物体内部受到的压缩力,其方向垂直于受力面。
2. 拉应力:指物体内部受到的拉伸力,其方向垂直于受力面。
3. 剪应力:指物体内部受到的剪切力,其方向平行于受力面。
应力的大小可以通过力的大小和受力面积的比值来计算。
在建筑结构设计中,我们需要对建筑材料和构件所受的各种应力进行分析和评估。
二、应力分析的基本原理在建筑结构设计中,应力分析的基本原理是根据弹性力学理论,通过施加外力和受力平衡方程的求解,来确定结构中各个点的内力和应力状态。
应力分析需要考虑的因素包括结构的几何形状、所用材料的力学性质、外界力的作用等。
通过使用适当的数学方法和工程软件,可以对建筑结构中的应力进行计算和分析。
三、应力分析的常见方法在建筑结构设计中,常用的应力分析方法有以下几种:1. 解析法:解析法是基于数学公式和物理原理进行应力分析的方法。
该方法适用于结构形状简单、受力简单的情况。
通过分析结构中各个点的受力平衡和变形关系,可以得到结构中各个点的应力分布。
2. 数值模拟法:数值模拟法是利用计算机进行应力分析的方法。
该方法适用于结构形状复杂、受力复杂的情况。
通过将结构分割成网格,建立结构的有限元模型,利用数值方法进行计算,可以得到结构中各个点的应力分布。
3. 实验法:实验法是通过物理实验来测量和分析结构中的应力。
该方法适用于验证理论分析结果、评估结构安全性等。
通过在结构中加入应变传感器等装置,对结构施加外力并测量结构的变形与应力,可以得到结构中各个点的应力分布。
四、应力分析的应用应力分析在建筑结构设计中具有重要的应用价值。
应力分类概念
应力是指单位面积上所承受的附加内力;应变是指加载后应力引起的尺寸变化。
所以在实际生产过程中,应力是我们必须考虑在内的重要因素,以保证设备成品在运行过程中能充分发挥其作用。
根据性质
根据性质不同,应力可以分为一级应力和二级应力。
一级应力是指由于外载荷作用而在容器部件内产生的正应力或剪应力,符号为P;二级应力是指由于容器部件的自身约束或邻近部件的约束而产生的正应力或剪应力,符号为Q。
根据影响范围
根据影响范围的大小分为总体应力、局部应力和峰值应力。
总体应力是指影响范围遍及整个结构的应力;局部应力是指影响范围仅限于结构局部区域的应力;而峰值应力则是指由于结构不连续,而加到一次应力和二次应力之上的应力增量。
根据分布规律
根据分布规律,应力又可分为:均布应力和线性应力。
均布应力是指沿断面均匀分布的应力,常见的有薄膜应力;线性应力则是指沿断面线性分布的应力,
常见的有弯曲应力。
在实际生产过程中,这些应力并不是单独存在的,而是相互交叉存在,比如一次总体薄膜应力、一次局部薄膜应力、一次弯曲应力等。
为了贯彻实施“打造精品”的生产理念,金鑫设备公司的设计人员在遵循国家已有的规范和标准上,针对每位顾客,每台设备进行专业的应力分析和计算,致力于为企业提供高性价比的产品。
构件应力知识点总结图表一、应力的定义和分类1. 应力的定义应力指的是单位面积上的力的作用,是描述物体内部分子间相互作用的结果。
在力的作用下,物体产生应变,而应力是描述这种拉伸、压缩、剪切、弯曲等变形力的结果。
一般来说,应力可以用力和受力面积的比值来表示,即应力=力/受力面积。
2. 应力的分类(1)拉伸应力:当物体受到的力使其长度增加时产生的应力。
(2)压缩应力:当物体受到的力使其长度减小时产生的应力。
(3)剪切应力:当物体受到的力使其内部相对移动时产生的应力。
(4)弯曲应力:当物体受到的力使其在跨度方向产生曲折变形时产生的应力。
二、应力的计算1. 应力的计算公式(1)拉伸应力:σ = F/A其中,σ表示拉伸应力,F表示外部拉伸力,A表示受力面积。
(2)压缩应力:σ = F/A其中,σ表示压缩应力,F表示外部压缩力,A表示受力面积。
(3)剪切应力:τ = F/A其中,τ表示剪切应力,F表示外部剪切力,A表示受力面积。
2. 应力的计算方法根据具体情况,可以选择不同的计算方法,例如通过静力学方法、材料力学理论等计算方法来求解。
三、构件应力分析1. 构件应力分析的基本原理构件应力分析是通过对构件受力情况进行分析,计算出构件受力状态下的应力分布情况,从而确定构件的安全性和稳定性。
2. 构件应力分析的步骤(1)确定受力情况:首先要确定构件所受的外部力和力的作用点,包括受压、受拉、受弯和受剪等不同受力情况。
(2)计算内部应力:通过力学理论和公式计算出构件内部受力情况下的应力分布。
(3)评估构件安全性:根据计算出的应力值,判断构件的安全性和稳定性,并确定是否需要调整设计或加强构件。
3. 构件应力分析的应用范围构件应力分析适用于建筑、桥梁、机械设备等各种工程领域,能够为工程设计和施工提供重要参考依据。
四、构件应力设计1. 构件应力设计的基本原则(1)安全性原则:构件应力设计首要考虑的是保证构件在受力状态下不会产生破坏,保障人员和财产安全。
构件应力知识点总结大全一、应力的定义应力是单位面积的内部分子间或分子与外力之间的相互作用力,通常表示为F/A,其中F 是力的大小,A是力作用的面积。
应力是衡量材料承受外部载荷的能力,是材料内部原子和分子间的相互作用,是导致应变的根本原因。
二、应力的分类1. 拉伸应力:指材料在拉伸载荷作用下的应力,通常表示为σ=F/A,其中F是施加的拉伸力,A是截面积。
2. 压缩应力:指材料在压缩载荷作用下的应力,通常表示为σ=F/A,其中F是施加的压缩力,A是截面积。
3. 剪切应力:指材料在受到剪切力作用下的应力,通常表示为τ=F/A,其中F是施加的剪切力,A是受力面积。
4. 弯曲应力:指材料在受弯曲载荷作用下的应力,通常表示为σ=Mc/I,其中M是弯矩,c 是截面离轴心的距离,I是截面的惯性矩。
三、构件的设计应力1. 构件在使用过程中会受到各种外部载荷的作用,包括静载荷、动载荷和温度载荷等,设计时需要考虑这些载荷对构件的影响。
2. 构件设计应力需要满足安全性、可靠性和经济性的要求,通常需要考虑极限状态和使用状态下的应力情况。
3. 构件设计应力还需要考虑疲劳寿命、屈服强度、断裂韧性等材料性能的影响,以保证构件在使用寿命内不发生疲劳破坏。
四、构件的应力分析方法1. 理论计算:包括静力计算、动力计算和温度应力计算等,可以通过数学模型和力学原理进行应力分析。
2. 数值模拟:包括有限元分析、计算流体动力学等,可以通过计算机模拟构件受力情况,得到应力分布和变形情况。
3. 实验测试:包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等,可以通过实验手段直接测量构件的应力和应变情况。
五、构件的应力优化设计1. 材料选型:选择合适的材料可以提高构件的强度和刚度,减小应力集中和减轻构件的重量。
2. 结构设计:合理的结构设计可以改善构件受力的状态,减小应力集中和提高构件的承载能力。
3. 衬垫和支承:采用合适的衬垫和支承结构可以改善构件的应力分布,减小应力集中和延长构件的使用寿命。
铸造应力的分类
1. 热应力:由于铸件在铸造过程中的激烈冷却以及不均匀收缩,导致不同部分温度和体积的差异,产生的应力。
2. 冷却应力:铸件在铸造完成后冷却过程中,由于不同部分的收缩速度不一致,导致的应力。
3. 凝固应力:在铸造过程中,液态金属逐渐凝固,形成晶粒,晶粒的体积变化引起应力。
4. 化学应力:在合金铸造中,由于不同组分的化学成分差异,产生的化学反应引起的应力。
5. 内应力:在熔融金属冷却过程中,由于原材料中存在的或形成的缺陷、气包等不均匀性,产生的局部应力。
6. 大气应力:铸造完工的产品暴露在大气环境中,与环境中的温度、湿度等因素相互作用,引起的应力。
7. 机械应力:在铸件冷却完毕后,由于剪切、磨削、切割等机械加工过程中的应变造成的应力。
8. 环境应力:铸件在使用过程中,与周围环境温度、湿度、压力等因素相互作用,产生的应力。
9. 应力集中:在铸造过程中,由于形状、尺寸等因素的变化,导致铸件某些部位应力集中,产生较高的应力。
10. 残余应力:在铸造过程完成后,因冷却和凝固过程中温度、体积等因素的变化,导致的残余应力。
应力状态概念一、应力的定义和分类1. 应力的定义应力是力对物体单位面积的作用。
即使物体本身并不发生运动,仍然可以存在应力。
应力的量纲是力除以面积,单位常用帕斯卡(Pa)来表示。
2. 应力的分类根据作用力的特点和方向,应力可以分为以下几种类型:•拉应力(tensile stress):作用力是拉伸物体的方向,使物体变长。
•压应力(compressive stress):作用力是压缩物体的方向,使物体变短。
•剪应力(shear stress):作用力是平行于物体表面的方向,使物体发生形变。
•弯应力(bending stress):作用力使物体弯曲。
二、应力与强度1. 应力与材料的强度应力与材料的强度密切相关。
强度是指材料所能承受的最大应力。
当材料的应力超过其强度时,材料就会发生破坏。
2. 不同材料的强度差异不同材料具有不同的强度特性。
一般而言,金属材料的强度较高,而塑料等非金属材料的强度较低。
三、应力的计算方法1. 基本应力计算方法基本应力的计算方法根据材料的受力情况而定。
对于不同的受力情况,我们采用不同的计算方法。
•拉伸应力的计算公式为:stress = force / area•压缩应力的计算公式为:stress = -force / area•剪切应力的计算公式为:stress = force / area•弯曲应力的计算公式为:stress = M * y / I其中,force表示受力大小,area表示受力区域的面积,M表示弯矩,y表示弯曲点到中性轴的距离,I表示截面的惯性矩。
2. 组合应力的计算方法组合应力是指不同方向的应力同时作用在材料上的情况。
对于组合应力,我们需要将不同方向的应力进行合成。
•对于平面应力状态下的组合应力,可以使用莫尔圆的方法进行计算。
•对于空间应力状态下的组合应力,可以使用三维应力变换公式进行计算。
四、应力的效应1. 弹性效应当施加的应力作用在材料上时,材料会产生弹性变形。
材料力学应力分析知识点总结应力是材料力学研究中的关键概念之一,它描述了物体内部的受力状态。
在材料力学中,应力分析是十分重要的,它使我们能够了解材料在受力时的行为和特性。
本文将对材料力学应力分析的相关知识点进行总结,包括概念、分类和计算方法等。
一、应力的概念应力是指材料内部单位面积上的力,用符号σ表示,单位为帕斯卡(Pa)。
在力学中,应力可分为正应力、剪应力和法向应力等几种形式。
正应力是垂直于截面方向的应力,常用符号σ表示;剪应力是平行于截面方向的应力,常用符号τ表示;法向应力是指垂直于截面的应力,也可称为径向应力。
二、应力的分类根据受力方向不同,应力可分为一维、二维和三维应力。
一维应力是指只在一条方向上有应力存在,例如拉伸或压缩,常用符号σ表示。
二维应力是指在平面内有应力存在,常见的有正应力和剪应力。
三维应力是指在空间内存在应力,常用符号σx、σy和σz表示。
三、应力的计算方法1. 一维应力的计算方法:对于拉伸应力,应力值可通过应力公式σ = F/A计算,其中F为作用在物体上的力,A为力作用的截面面积。
对于压缩应力,计算方法与拉伸应力相同,但结果为负值。
2. 二维应力的计算方法:对于正应力,可通过计算垂直于所考察点(x,y)的方向上的力除以相应的面积得到。
例如,正应力σx可通过计算剪断力F除以剪断面积A得到。
对于剪应力,计算方法是计算平行于所考察点的方向上的力除以相应的面积。
例如,剪应力τxy可通过计算平行于x方向的力除以垂直于该方向的长度得到。
3. 三维应力的计算方法:在三维应力情况下,应力的计算稍显复杂,在此不再详述。
但通常可以通过应力分量之间的关系进行计算,例如通过Mohr圆进行图解分析。
四、应力分析的应用应力分析在工程实践中具有广泛的应用,特别是在结构力学、材料力学和土木工程中。
通过对材料的应力分析,我们可以了解材料在不同应力下的表现,为工程设计和材料选型提供指导。
在结构力学中,应力分析是设计安全和可靠结构的关键步骤之一。
弹性力学中的应力与应变理论弹性力学是研究物体在受力作用下的变形与恢复的力学分支。
应力与应变理论是弹性力学的重要组成部分,它描述了物体在受到外力作用时产生的应力和应变之间的关系。
在本文中,我们将深入探讨弹性力学中的应力与应变理论。
一、应力的概念与分类应力是物体在受力作用下产生的单位面积的内力。
根据受力方向的不同,应力可以分为三类:拉应力、压应力和剪应力。
1. 拉应力:拉应力是指物体在受到拉伸力作用下产生的应力。
拉应力可分为轴向拉应力和切向拉应力。
轴向拉应力是指沿物体轴线方向产生的应力,而切向拉应力则是指垂直于轴线方向产生的应力。
2. 压应力:压应力是指物体在受到压缩力作用下产生的应力。
与拉应力类似,压应力也可分为轴向压应力和切向压应力。
3. 剪应力:剪应力是指物体在受到剪切力作用下产生的应力。
剪应力沿着物体内部平面的切线方向产生。
二、应变的概念与分类应变是物体在受力作用下发生的长度、面积或体积的变化。
根据变形形式的不同,应变可分为三类:线性应变、平面应变和体积应变。
1. 线性应变:线性应变是指物体在受力作用下产生的长度变化与初始长度之比。
它是最基本的应变形式,常用符号ε表示。
线性应变假设变形产生的应力与应变之间呈线性关系。
2. 平面应变:平面应变是指物体在受到外力作用下产生的面积变化与初始面积之比。
平面应变常用符号γ表示。
3. 体积应变:体积应变是指物体在受到外力作用下产生的体积变化与初始体积之比。
体积应变常用符号η表示。
三、胡克定律与应力应变关系胡克定律是弹性力学中最基本的定律之一,它描述了由于外力作用下物体的弹性变形情况。
胡克定律可以简要表述为:应力与应变成正比。
根据胡克定律,可以得出应力与应变的数学关系,即应力等于弹性模量与应变之积。
根据具体的应力类型和应变类型,应力与应变的关系可以用不同的公式来表示。
四、应力与应变的计算方法在实际应用中,为了计算物体在受力作用下的应变情况,可以使用不同的方法来计算应力和应变。
应力分布知识点总结一、应力的概念应力是物体内部单位面积上的内力,是描述物体内部分子间相互作用的力。
在材料力学中,应力通常分为正应力和剪应力两种。
正应力是垂直于物体表面的应力,剪应力则是平行于物体表面的应力。
二、应力的分类根据力的作用方式和受力构件的形状,可以将应力分为以下几种:1. 拉应力:是垂直于截面的应力,常见于受拉、受压、受弯构件中;2. 压应力:也是垂直于截面的应力,但方向相反,常见于受压构件中;3. 剪应力:是平行于截面的应力,常见于受剪构件中;4. 弯曲应力:是由弯矩引起的应力,常见于受弯构件中。
三、应力的分布在物体内部,由于受力作用,应力并不是均匀分布的。
根据受力方式和物体的形状,应力的分布会有所不同。
以下是常见的应力分布情况:1. 拉应力分布:在受拉构件中,由于各点所受拉力的大小不同,导致内部应力也不同。
通常呈现出线性分布,即截面上离中心越远,应力越大。
2. 压应力分布:在受压构件中,同样由于受压力的大小不同,导致内部应力也不同。
通常也是呈现出线性分布。
3. 剪应力分布:在受剪构件中,由于剪力的大小不同,导致内部应力也不同。
通常剪应力呈现出梯形分布,即截面上应力在中心线附近最大,向两侧递减。
4. 弯曲应力分布:在受弯构件中,由于弯矩的存在,导致内部应力呈现出复杂的分布情况。
通常为受拉一侧应力增大,受压一侧应力减小,并且在材料截面上也呈现出一定的非线性分布。
四、应力的计算1. 线性弹性材料中的应力计算:对于线性弹性材料,可以使用胡克定律来计算应力,即应力与应变成正比。
公式为σ=Eε,其中σ为应力,E为弹性模量,ε为应变。
2. 非线性材料中的应力计算:对于非线性材料,由于应力与应变不再呈线性关系,需要使用材料的本构关系来计算应力。
3. 复合材料中的应力计算:对于复合材料,由于不同方向的应力不同,需要使用分析方法或有限元方法来计算各个方向上的应力。
五、应力集中在一些特定的情况下,由于几何形状的不对称或者受力的集中,会导致应力集中的情况发生。
管道在内压、持续外载以及热胀、冷缩和其它位移等荷载作用下,其最大应力往往超过材料的屈服极限,使材料在工作状态下发生塑料变形。
高温管道的蠕动和应力松弛,也将使管系上的应力状态发生变化。
这些情况说明,管系上的应力与一般结构、机械分析中所遇到的低温的和稳定的应力不同。
因此,对于不同种类的应力应当区别对待,根据它可能产生的效应和对于破坏所起的作用不同,给予不同的限定。
对于管道上的应力,一般分为一次应力、二次应力和峰值应力三类。
一、一次应力
一次应力是由所加荷载引起的正应力和剪应力。
它必须满足外部、内部力和力矩的平衡法则。
一次应力的基本特征是非自限性的,它始终随所加荷载的增加而增加,超过屈服极限或持久强度,将使管道发生塑性变形。
因此,必须防止发生过度的塑性变形,并为爆破或蠕变失效留有足够的裕度。
管道承受内压和持续外载而产生的应力,属于一次应力。
管道承受风荷载、地震荷载、水冲击和安全阀动作冲击等荷载而产生的应力,也属于一次应力,但这些荷载都是属于偶然荷载,这些应力属动荷载产生的应力,应当在动力计算中考虑。
一次应力有三种类型:一次一般薄膜应力、一次局部薄膜应力和一次弯曲应力。
一次一般薄膜应力,是在所研究的截面厚度上均匀分布的,且等于该截面应力平均值的法向应力(即正应力)的分量。
如果这种应力达到屈服极限时,将引起截面整体屈服,不出现荷载的再分配。
一次局部薄膜应力,是由内压或其它机械荷载产生的,由于结构不连续或其它特殊情况的影响而在管道或附件的局部区域有所增强的一次薄膜应力。
这类应力虽然具有二次应力的一些特征,但为安全计,通常仍划为一次应力。
这种应力达到屈服极限时,只引起局部屈服,塑性应变仍然受到周围弹性材料的约束,所以屈服是允许的。
假若有一个应力区域,其应力强度超过1.1倍的基本许用应力,在纵向方向的延伸距离不大于图片点击可在新窗口打开查看,并且与另一个超过一次一般薄膜应力极限的区域沿纵向方向的距离不小于图片点击可在新窗口打开查看(这里的图片点击可在新窗口打开查看和S是超过一次一般薄膜应力极限处的管子平均半径和壁厚),此应力区域可以认为是局部的,划为一次局部薄膜应力,否则就应按一次一般薄膜应力考虑。
例如,在固定支架处或接管连接处由于外载产生的一次薄膜应力,通常划为一次局部薄膜应力。
一次弯曲应力是在所研究的截面上法向应力(即正应力)从平均值算起的沿厚度方向变化的分量。
这种应力达到屈服极限时,也只引起局部屈服。
在应力验算中,通常不单独评价一次弯曲应力强度。
二次应力是管道由于变形受约束所产生的正压力和剪压力。
它本身不直接与外力相平衡。
二次应力的特征是有自限性的,当局部屈服和产生小量塑性变形就能使应力降低下来。
对于塑性良好的管材,一般在管系初次加载时,二次应力不会直接导致破坏,只有当应变在多次重复交变的情况下,才引起管道疲劳破坏。
因此,对于二次应力的限定,并不取决于一个期间
管道由热胀、冷缩和其它位移受约束而产生的应力,属于二次应力。
但是,在管系弹性转移较大时,这一类应力与一次应力的作用相近。
管道由于温度不均匀的纵向温度梯度或内外壁径向温度梯度所产生的温差应力,以及管道与连接部件有不同的金属特性(线膨胀系数不同)而产生的热应力(或称总体热应力)属于二次应力。
二次应力也有二次薄膜应力和二次弯曲应力两部分。
三、峰值应力
峰值应力是管道或附件由于局部结构不连续或局部热应力效应(包括局部应力集中)附加到一次应力或二次应力的增量。
它的特点是不引起显著的变形,而且在短距离内从它的根源衰竭,它是一种导致疲劳裂纹或脆性破坏的可能原因。
例如,管道由于温度分布不均匀,不同膨胀几乎全部被限制,不引起显著变形的局部热应力,以及管道附件上小半径圆角处、焊缝未焊透处的应力,均属于峰值应力。
四、结构不连续效应
在管系上,几何形状急剧变化或结构不连续,会影响管道和附件的应力或应变的分布。
结构不连续性一般有“总体的”和“局部的”两类。
总体结构不连续包括几何形状或材料的不连续,它会影响承压部分整个壁厚的应力或应变分布。
当沿壁厚积分时,总体结构不连续应力将产生纯弯曲和薄膜应力的合成那一部分实际应力分布,对整个结构有显著影响。
例如,管系上的三通、堵头、大小头、不同直径或壁厚的管子连接处等。
局部结构不连续也包括几何形状或材料的不连续,但它只影响一部分壁厚应力或应变的分布,而且范围是很小的,对整体结构不连续变形没有显著影响或对整个结构没有显著影响,例如,小的转弯半径处,小连接部件及焊缝未焊透处等。