tekanan

english stress
Stress
Plastic Protractor Polarized 05375.jpg
Residual stresses inside a plastic protractor are revealed by the polarized light.
Common symbols
σ
SI unit Pascal
Other units
lbf per square inch (psi)
In SI base units Pa = kg⋅m−1⋅s−2
Dimension M L−1 T−2

ringkasan

  • perbuatan menekan, penekanan tekanan
    • dia memberikan butang akhbar
    • dia menggunakan tekanan untuk menghentikan pendarahan
    • pada menekan butang
  • daya yang dipaksa
    • orang awam membawa tekanan untuk menanggung kerajaan
  • sensasi somatik yang mengakibatkan penggunaan tenaga ke kawasan kulit
    • kepekaan kulitnya kepada tekanan dan suhu adalah normal
  • yang terkenal dengan kata sepakat atau nota muzik (terutamanya berkaitan dengan tekanan atau padang)
    • dia meletakkan tekanan pada suku kata yang salah
  • tekanan yang dikenakan oleh atmosfera
  • daya yang digunakan untuk kawasan unit permukaan yang diukur dalam pascals (SI unit) atau dalam dynes (unit cgs)
    • gas termampat menghasilkan peningkatan tekanan
  • memaksa yang menghasilkan ketegangan pada badan fizikal
    • keamatan tekanan dinyatakan dalam unit daya yang dibahagikan oleh unit kawasan
  • keadaan tekanan atau ketegangan mental atau emosi
    • dia mengalami keletihan dan ketegangan emosi
    • tekanan adalah vasoconstrictor
  • kesukaran yang menyebabkan kebimbangan atau ketegangan emosi
    • dia mengalami tekanan dan strain hidup
    • dia memimpin ekonomi semasa tempoh tekanan dan bahaya yang paling besar- RJSamuelson
  • penekanan khusus melekat pada sesuatu
    • tekanan lebih kepada ketepatan daripada kelajuan
  • keadaan menuntut notis atau perhatian
    • desakan kelaparan mereka
    • akhbar perniagaan
  • keadaan menindas keadaan fizikal atau mental atau sosial atau ekonomi

Gambaran keseluruhan

Dalam mekanik kontinum, stres adalah kuantiti fizikal yang menyatakan kekuatan dalaman yang zarah-zarah jiran bahan yang berterusan saling menumpukan satu sama lain, sementara ketegangan adalah ukuran ubah bentuk bahan. Sebagai contoh, apabila bar tegak pepejal menyokong berat, setiap zarah di bar menolak pada zarah-zarah itu di bawahnya. Apabila cecair berada dalam bekas tertutup di bawah tekanan, setiap zarah akan ditolak oleh semua zarah-zarah sekitarnya. Dinding bekas dan permukaan tekanan yang mendorong (seperti omboh) mendorong mereka ke dalam reaksi (Newtonian). Kekuatan makroskopik ini sebenarnya merupakan hasil bersih sejumlah besar daya intermolecular dan perlanggaran antara zarah-zarah dalam molekul-molekul tersebut. Tekanan sering diwakili oleh aksara huruf kecil sigma (σ).
Strain di dalam bahan mungkin timbul dengan pelbagai mekanisme, seperti tegasan yang digunakan oleh daya luar untuk bahan pukal (seperti graviti) atau permukaannya (seperti kekuatan hubungan, tekanan luaran, atau geseran). Mana-mana terikan (ubah bentuk) bahan pepejal menghasilkan tekanan elastik dalaman, sama dengan daya tindak balas spring, yang cenderung untuk mengembalikan bahan tersebut kepada keadaan asal yang tidak berubah. Dalam cecair dan gas, hanya ubah bentuk yang mengubah kuantiti menghasilkan tekanan elastik yang berterusan. Walau bagaimanapun, jika ubah bentuk secara beransur-ansur berubah dengan masa, walaupun dalam cecair biasanya terdapat beberapa tekanan likat , menentang perubahan itu. Tekanan elastik dan likat biasanya digabungkan di bawah tekanan mekanikal .

Apabila daya dikenakan kepada objek dari luar, daya dalaman yang diedarkan yang dijana dalam objek sebagai tindak balas dipanggil tekanan. Magnitud tekanan ditakrifkan oleh magnitud daya dalaman yang bertindak pada kawasan unit, yang juga disebut sebagai tahap tekanan atau intensitas tegasan. Pada amnya, tahap tekanan hanya dirujuk sebagai tekanan. Tegasan sesaham kawasan akan ditunjukkan. Oleh itu, kgf / cm 2 dan kgf / mm 2 sering digunakan sebagai unit tekanan, dan psi (pon per inci persegi) digunakan di negara-negara seperti United Kingdom dan United Kingdom. Dalam Sistem Unit Antarabangsa (SI), N / m 2 atau Pascal (Pa = N / m 2 ) digunakan.

Apabila unit struktur minimum sesuatu objek dianggap sebagai atom, atom-atom tersebut disambungkan satu sama lain oleh suatu ikatan ikatan seperti daya interatomik dan berada dalam kedudukan keseimbangan dalam objek. Apabila daya luaran diterapkan pada objek, anjakan berlaku pada kedudukan keseimbangan atom, dan daya gandingan berubah di mana-mana di dalam objek. Perubahan dalam ikatan ikatan ini muncul sebagai daya dalaman yang diagihkan, iaitu tekanan. Pada masa ini, perubahan dalam bentuk luar atau perubahan saiz muncul di objek. Jumlah ubah bentuk setiap unit panjang atau isipadu dipanggil ketegangan, dan terdapat hubungan rapat antara tekanan dan ketegangan ( Strain ).

Tekanan adalah jumlah yang diperlukan untuk menyatakan kekuatan terhadap ubah bentuk dan patah objek. Mekanik bahan Jadi ia adalah salah satu konsep penting. Ini kerana bahan ini mempunyai kekuatan yang tidak bergantung pada bentuk atau saiz, dan dianggap sesuai untuk menggunakan ketumpatan permukaan daya, iaitu tegasan, dan bukannya daya itu sendiri untuk mewakilinya. Konsep stres boleh didapati di buku nota Leonardo da Vinci, tetapi pembangunan berskala penuh bermula dengan kekuatan balok yang dicadangkan oleh Galilei dalam Kuliah Sains Baru. Masalahnya adalah untuk mencari lenturan rod apabila beban digantung pada hujung batang, satu hujung yang dipasang ke dinding, dan telah dikaji oleh banyak ulama sebagai fisika matematik selama dua abad . Ia menjadi asas untuk membentuk sistem. Pada masa ini, selepas menemui undang-undang keanjalan oleh R. Hook dan menubuhkan konsep kekuatan dalaman oleh Kelvin, konsep tekanan keadaan telah ditubuhkan oleh AL Cauchy pada tahun 1820.

Tekanan permukaan

Rajah 1 Jika keratan rentas A hipotesis sebagai - satu 'dalam badan di mana kuasa-kuasa luar P 1 dan P 2 saiz yang sama dan arah yang bertentangan digunakan, dan baki bahagian di sebelah kanan akan dipertimbangkan, jika yang memaksa Q 1 yang sama besarnya dan bertentangan dengan P 1 tidak bertindak, ia tidak sepatutnya seimbang. Bahagian kiri A, seperti arah yang sama dengan magnitud dan P 2 adalah bertentangan dengan daya Q 2 bertindak. Iaitu, Q 1 dan Q 2 adalah kuasa (dipanggil kuasa dalaman) bahawa bahagian objek pada kedua-dua pihak bersatu di antara bahagian silang, dan Q 1 dan Q 2 mesti seimbang. Daya dalaman Q 1 dan Q 2 harus dipertimbangkan sebagai daya kekuatan yang bertindak di atas seksyen maya A yang diedarkan ke seluruh (daya dalaman yang diedarkan). Oleh kerana objek disambungkan di mana-mana pada A, dan daya dalaman muncul buat kali pertama dengan hipotesis A, daya dalaman yang diedarkan yang dianggap bertindak di sebelah kanan A mempunyai magnitud di mana-mana di sebelah kiri dan A Harus sama-sama bertentangan . Dengan kata lain, daya dalaman yang diagihkan bertindak pada objek di sebelah kiri bahagian rentas maya dan yang bertindak pada objek di sebelah kanan adalah dalam hubungan tindakan dan tindak balas. Ini adalah sama tidak kira pesawat apa pun di dalam objek. Jika kawasan seksyen maya A, magnitud daya dalaman yang berfungsi di sini sebagai Q, Q / A memberikan purata kepadatan kuasa bagi keratan rentas. Jika daya dalaman yang diagihkan bertindak seragam pada bahagian silang, Q / A tidak lain hanyalah tekanan pada permukaan ini. Tegasan pada permukaan adalah kuantiti vektor, dan arah di mana ia bertindak adalah sama dengan arah daya luar, jadi tidak semestinya tegak lurus ke permukaan yang perlu dipertimbangkan. Tekanan permukaan kadang-kadang dirujuk sebagai tekanan permukaan atau tekanan yang dihasilkan. Komponen kekuatan permukaan berserenjang ke permukaan disebut tekanan normal, biasanya dinyatakan sebagai σ, manakala komponen selari dengan permukaan dipanggil tegasan ricih, dinyatakan sebagai τ. (Rajah 2 ). Ini dipanggil tegangan tegangan apabila tekanan biasa bertindak untuk menarik antara satu sama lain di permukaan, dan tekanan mampatan apabila ditekan. Tekanan ricih bertindak untuk mengalihkan objek di kedua-dua belah permukaan.

Tekanan titik

Sekiranya daya yang dihasilkan dari daya dalaman yang diagihkan bertindak pada permukaan kecil dA melalui titik O dalam objek adalah dQ , adalah daya permukaan yang bertindak pada permukaan dA pada titik O. Jika sudut persilangan antara dA normal dan daya permukaan T (vektor) adalah θ, σ = T cosθ dan τ = T sinθ memberikan tekanan normal dan tegasan ricih dari permukaan dA pada titik O, masing-masing. Daya permukaan yang bertindak pada permukaan lain yang melalui titik O secara amnya tidak sama dengan T, dan walaupun kekuatan permukaan satu permukaan diketahui, daya permukaan permukaan lain tidak diketahui. Keadaan yang diperlukan untuk mendapatkan permukaan permukaan sesuatu permukaan sewenang-wenang melalui satu titik disebut sebagai titik tekanan atau keadaan tegasan. Keadaan ini bersamaan dengan objek tiga dimensi yang diberi kuasa permukaan pada tiga muka yang melepasi satu titik dan tidak mempunyai persimpangan yang sama antara satu sama lain. Oleh itu, sistem koordinat ortogonal tiga paksi ( x , y , z ) ditakrifkan dan menyelaras pesawat digunakan sebagai tiga pesawat rujukan (Gamb. Tiga ). Satu kekuatan permukaan T x bertindak pada setiap satah berserenjang dengan paksi x , y , dan z , dengan titik O sebagai asal, dan parallelepiped segiempat yang kecil dibentuk oleh tiga pesawat koordinat dan tiga pesawat selari dengannya. , T y , T z koordinat komponen {(σ x , τ x y , τ x z ), (τ y x , σ y , τ y z ), (τ z x , τ z y , σ z )} Jika anda tulis, anda sepatutnya mengetahui sembilan komponen ini. Set sembilan komponen tegasan ini dipanggil tegasan titik atau tensor tekanan Cauchy. Di mana σ ialah tegasan normal, τ ialah tegasan ricih, σ ialah arah tindakan komponen (sama dengan arah normal permukaan), τ indeks pertama adalah arah normal permukaan, dan indeks kedua ialah komponen Menunjukkan arah tindakan. Perhatikan bahawa tegasan ricih τ xy = τ yx, τ yz = τ zy, mempunyai harta yang τ z x = τ x z, yang dipanggil tegasan ricih konjugasi fizikal. Tekanan normal memberikan tanda positif apabila tindakan tegangan dikenakan pada cuboid ini dan tanda negatif apabila ia dimampatkan. Oleh kerana tegasan ricih tidak dapat dibezakan oleh tindakan sedemikian, ia memberikan tanda positif apabila permukaan luar biasa permukaan parallelepiped segi empat dan arah tindakan komponen adalah positif atau negatif pada paksi koordinat, dan memberikan tanda negatif sebaliknya.

Dengan cara ini, tegasan pada satu titik diwakili oleh tiga komponen tegasan biasa dan enam komponen tegasan ricih dalam tiga paksi ortogonal. Bergantung kepada bagaimana tiga pesawat ortogonal dipilih, tegasan yang bertindak ke atas tiga pesawat Tekanan adalah tegak lurus untuk setiap muka. Dalam erti kata lain, pada masa ini, komponen tegasan ricih pada setiap permukaan adalah 0, dan tegasan pada titik tertentu boleh dinyatakan hanya dengan tiga tegasan tegak lurus. Ketiga tekanan biasa ini dipanggil tekanan utama. Apabila σ 1 , σ 2 , dan σ 3 adalah tegasan utama pada satu titik, dan σ 1 , σ 2 , dan σ 3 tidak 0, titik dikatakan berada dalam keadaan tekanan triaxial. Apabila salah satu daripada komponen tegasan utama adalah 0, ia dipanggil tegangan biaxial (tekanan pesawat) menyatakan, dan apabila dua komponen tekanan utama adalah 0, ia dipanggil keadaan tekanan uniaxial.

Bagaimana tekanan muncul

Untuk menilai kekuatan struktur atau bahan, perlu mengetahui pengedaran stres di dalamnya, dan analisis stres dilakukan untuk tujuan ini. Terdapat pelbagai kaedah teoretikal, eksperimen, dan berangka untuk analisis tekanan. Pengagihan stres berubah bergantung pada bentuk objek dan sifat daya luaran, dan ia dipanggil takik di mana bentuk berubah secara tiba-tiba, seperti alur yang tajam. Ini dipanggil tumpuan tekanan dan merupakan punca utama kegagalan struktur.

Dalam bahan pepejal praktikal, tegasan boleh dijana walaupun tiada daya luar dikenakan. Tekanan ini dipanggil tekanan dalaman. Untuk tekanan dalaman, Kecacatan kisi Terdapat pelbagai nama bergantung kepada mekanisme penjanaan, dari mikroskopik yang disebabkan oleh gangguan susunan atom akibat, kepada mereka yang tersebar di seluruh struktur. Tegasan dalaman yang telah wujud di peringkat apabila bahan atau struktur dihasilkan adalah tekanan awal, yang merupakan daya tidak munasabah yang digunakan untuk bahan semasa proses pembuatan. Tekanan sisa, konsep yang sama dengan tekanan awal, merujuk kepada tekanan dalaman yang masih wujud di objek selepas daya luaran yang digunakan pada objek dikeluarkan. Tegasan dalaman yang dihasilkan oleh proses seperti kimpalan dan rawatan haba juga dipanggil tegasan sisa. Di samping itu, terdapat tekanan haba dalam tekanan yang dihasilkan tanpa tindakan daya luaran. Ini disebabkan oleh perkembangan terma bukan seragam apabila objek mempunyai pengedaran suhu. Tekanan sisa adalah retak atau kakisan tekanan (fenomena di mana kakisan dipercepatkan oleh kehadiran tekanan ( Tekanan hakisan kakisan )) Menyebabkan kemerosotan bahan dan struktur, dan tekanan haba menyebabkan kerosakan kepada struktur yang digunakan pada suhu tinggi.

Kaedah pengukuran tekanan

Sekiranya diketahui bahawa tegasan tersebut diedarkan secara seragam dalam objek, contohnya, jika daya luaran yang bertindak pada objek diukur dalam ujian tegangan, tegasan boleh diperolehi oleh (daya luaran) / (luas keratan rentas objek). Jika pengagihan tekanan tidak dapat diramalkan terlebih dahulu Photoelasticity Kaedah pengukuran menggunakan adalah berkesan. Ini menggunakan harta bahawa satah polarisasi cahaya yang melintas ketika berputar apabila tekanan digunakan pada bahan seperti resin kaca atau epoxy. Menganalisis saiz. Di samping itu, jarak kisi kristal diukur dari imej difraksi sinar-X, stres dikira berdasarkan ini (sebenarnya terikan diukur), strain diukur dengan tolok tegangan, dan tegasan diperolehi dari ini. Terdapat juga kaedah seperti memohon cat (cat tekanan) di permukaan, dan mendapatkan tekanan daripada retak dalam filem cat apabila daya luaran digunakan.
Yasuhide Asada

Daya bahawa bahagian-bahagian di kedua-dua belah pihak mengenakan satu sama lain melalui kawasan unit sewenang-wenangnya dianggap dalam objek. Komponen tegasan tegak lurus ke permukaan dipanggil tegasan normal, dan komponen dalam arah tangen permukaan dipanggil tegasan tangen. Tekanan normal juga dipanggil tekanan mampatan ( tekanan ) atau tegangan tegangan ( ketegangan ) kerana bahagian objek di kedua-dua belah muka telah menekan tindakan untuk menolak atau menarik antara satu sama lain, dan tegasan tangen di kedua-dua sisi di sepanjang permukaan Oleh kerana ia mempunyai satu tindakan (tindakan ricih ) yang cuba bergerak, ia juga dipanggil tekanan ricih. → tumpuan tekanan
Risiko keselamatan item | | Stok yang dibenarkan Creep | Ujian Creep | Nisbah Kekakuan | Yield Point | Dinamika Bahan | Ujian Kilasan
2 Angkatan bertindak di kawasan unit apabila kedua-dua belah permukaan hubungan objek atau permukaan sewenang-wenangnya dianggap di dalam objek ditolak secara menegak ke permukaan. Daya yang bertindak di seluruh permukaan dipanggil jumlah tekanan. Untuk pepejal, tekanan yang bertindak pada satu titik berbeza-beza bergantung kepada arah permukaan yang diandaikan secara amnya, tetapi ia adalah tetap tanpa mengira arah permukaan dalam bendalir. Kekuatan tekanan di mana 1 m 2 1 N daya diserang dengan seragam menjadi satu unit, dipanggil sebagai Pascal, dinyatakan dalam Pa → Tekanan tekanan / tekanan atmosfera
Stress Related Items | Ketegangan | Cecair