工程力学中的应力是指 物体内部由于外力作用而引起的内部相对变形或形态改变的力学量。当材料受到外力作用时,其几何形状和尺寸会发生变化,这种形变称为应变。材料在发生形变时,内部会产生大小相等但方向相反的反作用力来抵抗外力,这种反作用力定义为单位面积上的力,即应力。
应力可以分为以下几种类型:
正应力 或 法向应力:
垂直于截面的应力分量,用符号σ表示。
剪应力或 切应力:
相切于截面的应力分量,用符号τ表示。
拉应力:
材料受到拉伸作用时产生的应力。
压应力:
材料受到压缩作用时产生的应力。
交变应力:
材料所受的外力随时间呈周期性变化,导致内部应力也随时间呈周期性变化。
在工程实际中,应力数值通常较大,因此常用MPa(兆帕)或GPa(吉帕)作为单位。1 MPa 等于 10^6 Pa,1 GPa 等于 10^9 Pa。
了解应力的概念和类型对于设计和分析结构、评估材料的强度和稳定性以及预测在特定载荷下的变形和破坏行为至关重要。