Legjobb válasz
A2A: A terhelés egyszerűen csak egy másik kifejezés az erőre. Például a testsúlya terhelés.
A stressz erő / terület. Tehát ugyanazt a példát véve, ha kiszámoltam a lábad teljes területét, a lábadra nehezedő terhelés a súlyod és a lábad területének hányadosa lenne.
A terhelés általában érdekes lehet, ha az alkatrészeket és a szerkezeteket nézed. maguk; a stressz érdekes a szerkezeten belüli anyag (vagy anyagok) vizsgálata során. A „stressz” határozza meg, hogy megszakad-e. A „Terhelés + terület” stresszt okoz (a legegyszerűbben kifejezve).
Ha van egy műanyag alkatrészem, amely egy bizonyos terhelés alatt eltörik, és meg kell erősítenem, akkor két nyilvánvaló megközelítésem van.
- Meg tudom tartani az alkatrész fizikailag azonos méretét, de acélra cserélhetem. Tehát a terhelés azonos és a feszültség ugyanaz, de most van egy anyagom, amely nagyobb stresszt képes elviselni. (Amikor azt mondjuk, hogy az egyik anyag „erősebb”, mint egy másik, ez általában laikus módon azt mondja, hogy ez az „erősebb” anyag képes kezelni a nagyobb igénybevételt.)
- Megtarthatom a részemet műanyagként, de tegye „nagyobbá” – talán vastagabb bizonyos területeken. Ezzel a terhelés azonos, de csökkentettem a stresszt (remélhetőleg olyan szintre, amelyet a műanyag már képes kezelni).
Remélem, hogy ez segít.
Válasz
A 3D feszültségállapotokhoz 6 szám tartozik. Izotróp anyagok esetében 3D stresszállapotban összesen 6 típusú feszültség, amelyet egy tárgy láthat – 3 megfelel a normál és 3 nyírásnak. Ilyen leírást akkor kapunk, ha egy törzs / terhelés referenciakeretet használunk. A 6 állapot egy 3D vektormezőt alkot.
De egyetlen számot szeretnénk használni a hiba előrejelzéséhez Ha meg kell jósolni egy anyag meghibásodását, akkor általában egyetlen szám (meghibásodási szilárdság), amely küszöbértéket ad a “sikertelen” / “nem hibás” vagy a “hozam” / “nem ad” típusú eredményre. (Szeretjük az egyszerű, egyetlen számok használatát, mert ez lehetővé teszi, hogy összehasonlítsuk az egytengelyes feszítési / tömörítési tesztekkel végzett méréseket, amelyek csak egyetlen számot adnak vissza. Nagyon bonyolult lenne, ha két vagy három számkészletet kellene használnunk a hibák jelzésére minden típusú anyagösszetétel)
Hogyan konvertálhatunk 6 számot egyetlen számra? A vektor mező sajnos azt jelenti, hogy 6 különböző típusú szám van társítva a 3D stressz állapotához az objektum bármely pontján. Tehát a kérdés most “hogyan alakíthatjuk át ezt a 6 számot egyszerű, egyetlen” számgá “, amely meg tudja mondani, ha egy anyag meghibásodik?”.
Ott jönnek be a kudarc elméletei. Ezeket a következő beszélgetés után vitatjuk meg.
Csökkentsen 6 számot 3-ra Az első dolog, amit meg kell tennünk, a 6 számot csökkenteni a lehető legkevesebb halmaz. Ennek egyik módja annak felismerése, hogy a “normál feszültségek” és “nyírófeszültségek” valójában vektorok, amelyek hozzájárulnak egymáshoz. Kell lennie annak a módnak, hogy ezeket a hozzájárulásokat függetlenné tegyük; van egy módszer – A “test / teher referenciakeret” geometriai elforgatásával egy olyan keretre, ahol a nyíróelemek eltűnnek, és csak 3 alkatrészünk marad, amelyeket “főfeszültségeknek” nevezünk. Megtehetjük, mert ez egy ) vektor mező.
Rendelkezésre álló technikák – Ezt egy Mohr-kör használatával tehetjük meg (2D és 3D egyaránt működik) grafikon és személy szerint utálom. Ennek másik módja a lineáris algebra és a “stressztenzor sajátértékeinek” használata. A fő feszültségek egyenértékűek a sajátértékekkel (és a sajátvektorok ekvivalensek az új, elforgatott referenciakerettel) – Mátrix sajátösszetétele . Úgy gondolom, hogy a sajátértékek kiszámítása könnyebb és jobban leírható, hogy mi történik, mint ez a nevetséges, elavult koncepció.
Így is van. Így számítja ki a főbb stresszeket. Most csak három számunk van. De továbbra is egyetlen számra szeretnénk csökkenteni. Ezzel eljutunk a kudarc elméleteihez.
Csökkentsen 3 számot 1-re, fenomenológiai (megfigyelésekből összeállított) kudarcelméletekkel.
Anyagok szilárdsága: Meghibásodás-elméletek
Ezek az elméletek a három fő igénybevétel kombinációjával egyetlen számot hoznak létre, hogy összehasonlítsák őket a “meghibásodási szilárdság” mutatóval. . Bármilyen kombináció bizonyos mértékben megengedett, mivel ezek “fenomenológiai” elméletek (szemben az alapvető elméletekkel), és nem veszik figyelembe az anyagi mikrostruktúrát. Ez az oka annak is, hogy a különféle típusú elméletek működnek a különböző típusú anyagoknál.Ezenkívül elképzelheti, hogy hasonló dolgokat végezzen a feszültségfeszítőkkel – és vannak kudarcelméletek, amelyek ezeken is alapulnak.
[Ne feledje, hogy ezeknek az elméleteknek a generálása nem egyszerű P&C, meg kell találnia hogy mely jelenségek mihez járulnak hozzá, és melyek azok mögött álló alapvető leírások. Például a törésmechanika felületi energiát használ.]
Tehát válaszoljunk most a kérdésekre.
Mi a legkisebb főfeszültség? A három fő feszültség vagy sajátérték közül a legkisebb.
Összefügg-e a nyomófeszültséggel? Nem igazán. A tömörítés meghatározása a koordináta referenciakeretétől függ. Ha a fő feszültségek 100, 50 és 0 MPa voltak, akkor a 0 nagyobb nyomóerő, mint 50 vagy 100 MPa. De ez nem nyomófeszültség.
Tehát ha pedáns akarsz lenni, akkor igen; gyakorlatilag attól függ. Senkit nem igazán érdekel.
Miben különbözik a maximális fő stressztől? A maximum és a minimum meghatározása szerint.
A váltakozó feszültség kiszámításához figyelembe kell venni a maximális főfeszültséget és a minimális főfeszültséget is egy ponton? Nem hallottam “váltakozó feszültségszámításról”. Fáradtságra gondol? Ez egy másik vita. Lásd alább.
Ha kvázistatikus kudarcelméletről beszél, akkor csak az anyag típusát (képlékeny / törékeny / kompozit / meta / ..) és a a kudarc elméletének típusa, amely ezt irányítja. Ezt az információt megtalálja az anyag wikipédia oldalain.
Mivel ciklikus terhelési körülményekről beszél –
Ismételten a válasz az an Az objektum látja. A legkönnyebb megközelítés a szabványok megkeresése és az ajánlások betartása.
De itt látom a zavarodottságot. A ciklikus terhelések meghatározásakor használt maximális / minimális feszültségek (\ sigma\_ {max} vagy \ sigma\_ {min }) nem utalnak a max / min főfeszültségekre (\ sigma\_ {I} vagy \ sigma\_ {III}). Leírják a terheléssel / deformációval váltakozó maximális és minimális kombinált “stresszállapotot”. Tehát a “1 szám” a kudarc elméletéből származik, nem a max / perc fő stresszértékek közvetlenül.
A ciklikus terhelés okozta meghibásodási elméletek nagyon kifinomultak nagyon gyorsan. Tudomásul kell venni, hogy ezek az elméletek csak közelítései az anyagok “hibáinak” alapvető fizikájából fakadó mélyebb fogalmakhoz – Sid Hazra válasza a Mi a különbség a “műanyag lepattintás” és a “ciklikus racsogó” között?
(Lásd Mithil Kamble válaszát a Mi a minimális főfeszültség? Összefüggik-e a nyomófeszültséggel? leírást a “6 feszültségtenzorral társított számokról” és azok eredetéről. Vegye figyelembe, hogy ezek a 6 számok 2D-re 3 helyzetek – 2 normál és 1 nyírás.
Van néhány további részlet, amelyek az itt tárgyalt elképzelések néhány alkalmazását / kiterjesztését tárgyalják: Sid Hazra válasza: A terhelés fejleszti-e a stresszt, vagy éppen ellenkezőleg igaz? ? és itt: Sid Hazra válasza: Mi a hajlított gerenda elmozdulása torziónak kitéve?)