재료 과학 및 공학에서, 우리는 항상 스트레칭, 비틀기 및 압박을 통과 할 때 강성 신체의 행동에 대해 더 많이 알고 있습니다. 우리는 적용된 힘과 변형 사이의 관계를 확립함으로써 강체의 행동을 이해하기 위해 노력합니다. 따라서 물질의 기계적 특성을 이해하기 위해 먼저 스트레스와 스트레스 유형을 이해해야합니다.
응력은 단위 면적당 내부 복원력으로 정의됩니다. 예를 들어 보겠습니다. 고무 와이어에 힘을 적용하면 길쭉합니다. 잠시 후 힘을 제거하면 고무가 원래 모양과 크기를 회복합니다. 이제 문제는 고무를 원래 위치로 돌리는 책임있는 힘이 무엇입니까? 다음과 같이 설명 할 수 있습니다. 외부 힘을 적용 할 때 내부 힘이 개발됩니다. 이 회복력의 크기는 와이어의 신장이 증가함에 따라 증가합니다. 외부 힘을 제거하면 고무 와이어가 복원력으로 인해 원래 모양과 크기로 돌아갑니다. 따라서 스트레스는 신체 내부에서 작용하는 단위 영역 당 복원력입니다.
스트레스를위한 공식
우리가 논의한 바와 같이, 스트레스는 단위 영역 당 힘을 복원하고, 수학적으로
응력 =fa
여기서,
F는 힘을 복원하고있다
a는 f가 수직 인 표면적
입니다.스트레스에 대한 몇 가지 중요한 점
- 스트레스는 텐서 수량 입니다
- 스트레스 단위는 NM-2 입니다
- 치수 [M1L-1T-2]
스트레스 단위
SI 단위에서 스트레스 단위는 NM-2 또는 파스칼입니다. 그러나이 스트레스 단위는 최소화하므로 엔지니어링 응용 분야에서는 일부 더 큰 단위가 사용됩니다. 그들은 MPA와 GPA-
입니다1mpa =106pa =1n/mm2
1GPA =1000mpa =1kn/mm2
스트레스 유형
국경적 의미에서 다양한 유형의 스트레스가-
로 분류 할 수 있습니다.단순 또는 직접 스트레스
- 단순 또는 직접 스트레스는 직접 하중으로 인해 생성 된 응력으로 정의 될 수 있습니다.
- 예 :막대가 무거운 질량을 매달린 경우. 질량의 무게로 인해 막대에 힘을 가하고 막대에 응력이 생겼습니다.
- 여기에는 장력, 압축 및 전단 응력이 포함됩니다.
간접 응력
- 신체에 하중이 적용되고 신체가 변형되면 변형 응력이 생성됩니다. 이 유형의 스트레스를 간접 스트레스라고합니다.
- 간접 스트레스에는 굽힘이 포함됩니다.
이러한 스트레스를 더 자세히 이해해 보자.
- 인장 및 압축 응력 :인장 또는 압축 응력은 특히 단위 면적당 수직으로 적용됩니다. 인장 응력은 장력력에 대해 정의되는 반면 압축 응력은 압축력에 대해 정의됩니다.
응력 =fa
여기서 f는 영역에 수직 인 힘의 크기입니다. - 전단 응력 :전단 응력은 단위 면적당 힘이지만 여기서 힘 벡터는 표면에 수직이 아닙니다. 힘 벡터는 영역의 평면에 있습니다. 대안 적으로, 우리는 주어진 표면적에 대한 접선으로 힘을 정의 할 수 있습니다.
전단 응력 =fa
여기서 f는 영역 a. - 부피 스트레스 :신체의 총 부피에 힘을 가하는 경우 부피 스트레스로 알려져 있습니다. 예를 들어 보겠습니다. 신체가 물에 담그면 정수압 힘이 전체 표면에 작용하는데, 이는 압력 유형이기도합니다. 따라서 단위 면적당이 압력력을 체적 응력이라고합니다.
- 굽힘 응력 :하중이 몸의 축에 수직으로 적용되거나 축을 통과하는 평면에서 작용하는 몇 가지 힘이 굽힘을 일으 킵니다. 굽힘으로 인해 발생하는 스트레스를 굽힘 응력이라고합니다.
스트레스 문제
문제 1
각 단면에 주어진 수치가 표시됩니다. 단면의 표면적은 AB =CD =2mm2의 면적, ef =gh =1mm2의 면적과 같습니다. 그런 다음 표면 AB, GH, EF 및 CD에서 스트레스를 찾으십시오.
솔루션 :
- 왼쪽에서 분석을 시작하면 AB =50-10 =40N 의 왼쪽의 순 힘
따라서 AB =40n의 양쪽에 총 하중이 있습니다 (양의 부호는 인장력을 의미합니다)
AB의 표면적 =2mm2
따라서 ab =402n/mm2 =20mpa
에 대한 스트레스- 마찬가지로, GH =60N의 오른쪽에있는 순 힘
막대가 평형 상태에 있으므로 표면의 양쪽의 총 힘 GH =60N
라고 말할 수 있습니다.표면적 gh =1mm2
따라서 GH =601N/mm2 =60 MPa
에 대한 스트레스- CD =60N 의 오른쪽 힘
CD의 표면적 =2mm2
따라서 Cd =602n/mm2 =30mpa
에 대한 스트레스
- 표면 EF 유사한 방식으로, 우리는 50n 의 힘을 계산할 수 있습니다.
표면적 ef =1mm2
따라서 ef =501n/mm2 =50 MPa
에 대한 스트레스문제 2
풍선은 내부 압력이 3Pa의 공기로 채워져 있습니다. 풍선의 직경은 4cm입니다. 그런 다음 체적 응력을 찾으십시오.
솔루션 :
풍선이 평형 상태에 있으므로 부피가 일정하고 표면의 양쪽의 총 힘은 동일합니다. 따라서 압력은 여기에서 체적 응력과 같습니다.
따라서 체적 응력 =3Pa
결론
재료 공학 및 과학에는 다양한 연구와 스트레스가 있습니다. 신체에 대한 스트레스 정보에 의해, 우리는 신체에서 생성 된 신장을 계산할 수 있습니다. 재료에 대한 응력이 증가하면 응력-변형 다이어그램에 따라 다양한 한계에 의해 설명되는 다양한 변화를 설명 할 수 있습니다. Hooke의 법칙을 사용하면 응력 정보에서 탄성 상수를 도출 할 수 있습니다.
이 연구 자료에서 우리는 스트레스, 스트레스 유형에 대해 논의하고 스트레스 관련 질문을 해결했습니다.
