应力是单位面积上所承受的附加内力,其计算公式根据不同的受力情况和材料性质可以分为多种类型。以下是几种常见的应力计算公式:
轴向拉伸或压缩应力
公式:$\sigma = \frac{F}{A}$
其中,$\sigma$ 表示轴向拉伸或压缩应力,$F$ 表示作用在物体上的轴向拉力或压力,$A$ 表示物体横截面积。
剪切应力
公式:$\tau = \frac{F}{A}$ 或 $\tau = \frac{V}{A}$(对于简单的剪切情况)
其中,$\tau$ 表示剪切应力,$F$ 表示作用在物体上的剪切力,$A$ 表示物体横截面积;$V$ 表示剪切力,适用于简单剪切情况。
弯曲应力
公式:$\sigma = \frac{My}{I}$
其中,$\sigma$ 表示弯曲应力,$M$ 表示弯矩,$y$ 表示距中性轴的距离,$I$ 表示截面惯性矩。
扭转应力
公式:$\tau = \frac{Tr}{J}$
其中,$\tau$ 表示扭转应力,$T$ 表示扭矩,$r$ 表示距中心轴的距离,$J$ 表示极惯性矩。
真应力
在拉伸过程中,试样的尺寸是在不断变化的,此时的真实应力 $S$ 应该是瞬时载荷 $P$ 除以试样的瞬时截面积 $A$,即:$S = \frac{P}{A}$;同样,真实应变 $e$ 应该是瞬时伸长量除以瞬时长度 $de = \frac{dL}{L}$。
这些公式可以帮助工程师在不同类型的力学分析和材料强度计算中,准确地计算和评估应力分布和材料的性能。