?應(yīng)變和應(yīng)力：力學(xué)中的基本概念，揭開物體的變形之謎

應(yīng)變和應(yīng)力這兩個詞，對于非專業(yè)人士來說，可能會有些陌生。不過，我們可以借助一些生活中的例子來解釋這兩個概念。
一、什么是應(yīng)變?
應(yīng)變是指物體受到外力作用后，其形狀和大小發(fā)生相對變化的量。例如人站在一塊磚頭上，這塊磚本身會因?yàn)槭芰ψ兊陌?肉眼很難看見)，變矮的就是物體的變形，降低后的高度差和原先的高度比則是今天我們要討論的應(yīng)變。
二、應(yīng)變的單位是什么?
由于應(yīng)變是受到應(yīng)力之后產(chǎn)生的相對變形率，是一種比值屬于無量綱數(shù)，因此應(yīng)變沒有單位的。
我們的應(yīng)變計測量范圍就是±1500個微應(yīng)變，正表示拉伸，負(fù)表示壓縮。10^(-6)
三、應(yīng)變是怎么計算的?
設(shè)一個結(jié)構(gòu)物的長度為l，那么發(fā)生變形后(壓縮或者拉伸)長度變成了l'，那么長度的變化量公式為：δl=l'-l。應(yīng)變作為一種比值，其計算公式為：ε(應(yīng)變) = δl(長度變化量) / l(原長度)。
由于δl很小，通常是微米級的，所以算出來的應(yīng)變值很小，小數(shù)點(diǎn)后面很多位，不便于顯示與查看，故而引入科學(xué)記數(shù)法10^(-6)，就叫微應(yīng)變με，微應(yīng)變也是用來表示形變的變化程度1 με=(δl/l)*10^(-6)，即ε=10^6*με，也就是說微應(yīng)變是應(yīng)變的百萬分之一。
四、什么是應(yīng)力
應(yīng)力是指物體受到外力作用后，在物體內(nèi)部產(chǎn)生的抵抗變形的力。舉個例子：一輛載滿貨物的貨車行駛到橋面上，橋墩會受到車子重量帶來的壓力而產(chǎn)生壓縮及壓應(yīng)變，為了保證橋梁的安全運(yùn)行，橋墩內(nèi)部會產(chǎn)生一個力去抵消外力從而克服形變，這個內(nèi)部的力就是應(yīng)力。
應(yīng)力的定義：單位面積上所承受的力，實(shí)際是就是壓強(qiáng)，單位是mpa。那么應(yīng)變量跟承受的應(yīng)力變化量有什么關(guān)系呢，把應(yīng)力表示為σ，應(yīng)變?yōu)?ε，他們之前存在這樣的關(guān)系公式：
σ = ε·e
其中e是被測的e 是被測物的彈性模量，是描述材料彈性的物理量，彈性模量越大，抗變形的能力就越強(qiáng)，材料越不變形，同理，發(fā)生同樣變形(應(yīng)變值一樣)的兩種材料，彈性模量大，所承受的應(yīng)力就越大。舉例：同樣大小的豆腐和磚塊，想要使它們的高度都被壓縮1mm，只需輕輕一壓，而磚塊則需要很大的力才能實(shí)現(xiàn)。
五、應(yīng)變和應(yīng)力重要性
在工程中，應(yīng)變和應(yīng)力是用來研究和描述材料在受力后的行為和性能的重要參數(shù)。通過測量材料的應(yīng)變和應(yīng)力，工程師可以了解材料的強(qiáng)度、剛度和疲勞特性，從而設(shè)計出較加可靠和安全的結(jié)構(gòu)。
通過將應(yīng)變計粘貼在結(jié)構(gòu)物的表面或者嵌入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，還實(shí)時監(jiān)測結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和應(yīng)力變化情況。如果發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力**過了結(jié)構(gòu)的極限值，就意味著結(jié)構(gòu)可能存在危險，需要采取相應(yīng)的措施進(jìn)行加固或修復(fù)。
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