최상의 답변
A2A : 부하는 단순히 힘의 또 다른 용어입니다. 예를 들어 체중은 하중입니다.
스트레스는 힘 / 면적입니다. 따라서 같은 예를 들어 발의 총 면적을 계산하면 발에 가해지는 스트레스는 체중을 발 면적으로 나눈 값이됩니다.
부하는 구성 요소와 구조를 볼 때 관심이가는 경향이 있습니다. 그들 자신; 응력은 구조 내의 재료 (또는 재료)를 검사 할 때 중요합니다. “스트레스”는 그것이 깨지는지를 정의하는 것입니다. “하중 + 면적”은 우리에게 스트레스를줍니다 (간단한 용어로).
특정 하중에서 부서지는 플라스틱 부품이 있고이를 더 강하게 만들어야하는 경우 두 가지 분명한 접근 방식이 있습니다.
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- 부품을 물리적으로 같은 크기로 유지할 수 있지만 강철로 변경할 수 있습니다. 그래서 하중도 같고 응력도 같지만 이제는 더 많은 응력을받을 수있는 재료가 생겼습니다. (한 재료가 다른 재료보다 “더 강하다”고 말할 때 이것은 일반적으로이 “더 강한”재료가 더 높은 스트레스를 처리 할 수 있다고 말하는 평신도의 방식입니다).
- 내 부품을 플라스틱으로 유지할 수는 있지만 특정 영역에서는 더 두껍게 만들 수 있습니다. 이렇게함으로써 하중은 동일하지만 스트레스를 줄였습니다 (이제 플라스틱이 처리 할 수있는 수준까지).
도움이 되길 바랍니다.
Answer
3D 응력 상태에는 6 개의 숫자가 있습니다. 등방성 재료의 경우 3D 응력 상태에는 물체가 볼 수있는 총 6 가지 유형의 응력-3 개는 수직 응력에 해당하고 3 개는 전단 응력에 해당합니다. 이러한 설명은 본체 / 부하 참조 프레임 을 사용할 때 얻을 수 있습니다. 6 개의 상태가 3D 벡터 필드를 구성합니다.
그러나 우리는 실패를 예측하기 위해 단일 숫자를 사용하는 것을 좋아합니다. 재료의 실패를 예측해야 할 때 일반적으로 “실패”/ “실패하지 않음”또는 “수율”/ “양보하지 않음”유형 결과에 대한 임계 값 역할을하는 단일 숫자 (실패 강도). (단순한 단일 숫자를 사용하는 것이 좋습니다. 단일 숫자 만 반환하는 단축 인장 / 압축 테스트를 사용하여 수행 한 측정 값을 비교할 수 있기 때문입니다. 모든 유형의 실패를 표시하기 위해 두세 세트의 숫자를 사용해야한다면 매우 복잡 할 것입니다. 재료 구성)
6 개의 숫자를 단일 숫자로 변환하려면 어떻게해야합니까? 벡터 필드는 안타깝게도 물체의 어느 지점에서든 3D 스트레스 상태와 관련된 6 가지 유형의 숫자가 있음을 의미합니다. 이제 질문은 “이 6 개의 숫자를 재료가 실패 할 때 우리에게 알려주는 단순한 단일”숫자 “로 어떻게 변환합니까?”가됩니다.
그것이 실패 이론이 들어오는 곳입니다. 다음 논의 후에 이에 대해 논의합니다.
6 개의 숫자를 3으로 줄이십시오. 우리가 가장 먼저해야 할 일은 6 개의 숫자를 이렇게하는 한 가지 방법은 “정상 응력”과 “전단 응력”이 실제로 서로에 기여하는 벡터임을 인식하는 것입니다. 이러한 기여를 독립적으로 만들 수있는 방법이 있어야합니다. 방법이 있습니다- “본체 / 하중 기준 프레임”을 전단 부품이 사라지는 프레임으로 기하학적으로 회전하여 “주응력”이라고하는 3 개의 부품 만 남게됩니다. ) 벡터 필드.
사용 가능한 기술- Mohr s circle (2D 및 3D 모두에서 작동) 유형을 사용하여이를 수행 할 수 있습니다. 그래프 ical 접근, 개인적으로 이것을 싫어합니다. 이를 수행하는 또 다른 방법은 선형 대수와 “응력 텐서의 고유 값”을 사용하는 것입니다. 주 응력은 고유 값과 동일합니다 (고유 벡터는 새로운 회전 참조 프레임과 동일)- 행렬의 고유 분해 . 고유 값을 계산하는 것이 우스꽝스럽고 오래된 개념보다 더 쉽게 무엇이 일어나고 있는지 더 잘 설명합니다.
어쨌든 이것이 주 응력을 계산하는 방법입니다. 이제 우리는 세 개의 숫자 만 가지고 있습니다. 그러나 우리는 여전히 그것을 단일 숫자로 줄이고 싶습니다. 이것은 우리에게 실패 이론을 가져옵니다.
실패에 대한 현상 학적 (관측으로 구성) 이론을 사용하여 숫자 3 개를 1로 줄입니다.
이 이론은 “고장 강도”측정 항목과 비교할 단일 숫자를 생성하기 위해 세 가지 주요 응력의 조합을 사용합니다. . 이것은 (기초 이론과 반대되는) “현상 학적”이론이고 물질적 미세 구조를 고려하지 않기 때문에 어느 정도의 조합이 허용됩니다. 그것은 또한 다른 유형의 재료에 대해 다른 실패 이론이 작동하는 이유이기도합니다.또한 스트레인 텐서로 비슷한 일을하는 것을 상상할 수도 있습니다. 또한 이것에 기초한 실패 이론도 있습니다.
[이러한 이론을 생성하는 것은 단순한 P & C가 아닙니다. 어떤 현상이 근본적인 기본 설명이 무엇인지, 무엇인지에 기여합니다. 예를 들어, 파괴 역학은 표면 에너지를 사용합니다.]
그러니 이제 질문에 답해 보겠습니다.
최소 주 응력은 무엇입니까? 세 가지 주 응력 또는 고유 값 중 가장 작은 것입니다.
압축 응력과 관련이 있습니까? 그렇지 않습니다. 압축의 정의는 좌표 기준 프레임에 따라 다릅니다. 주 응력이 100, 50 및 0 MPa이면 0은 50 또는 100 MPa보다 더 압축됩니다. 그러나 이는 압축 응력이 아닙니다.
그래서 현학적 인 사람이되고 싶다면, 그렇습니다. 실제로 상황에 따라 다릅니다. 아무도 신경 쓰지 않습니다.
최대 주 스트레스와 어떻게 다른가요? 최대 및 최소의 정의에 따르면
교대 응력 계산의 경우 한 지점에서 최대 주 응력과 최소 주 응력을 모두 고려해야합니까? “교대 응력 계산”에 대해 들어 본 적이 없습니다. 피로 강도를 의미합니까? 이것은 다른 논의입니다. 아래를 참조하십시오.
준 정적 실패 이론에 대해 이야기하고 있다면 재료의 유형 (연성 / 취성 / 복합 / 메타 / ..) 만 고려하면됩니다. 이를 지배하는 실패 이론의 유형입니다. 자료에 대한 위키피디아 페이지에서 해당 정보를 찾을 수 있습니다.
순환 로딩 조건에 대해 이야기 한 이후