為什麼應力 應變曲線,以應變作為自變數?

時間 2021-06-04 05:21:52

1樓:馮偉

對這個問題的,我的觀點是從兩個方面進行理解。

從數學函式角度進行思考。在金屬拉伸實驗中,可以發現材料的本構關係是非線性的,金屬樣品在拉伸過程中會發生頸縮,因此一旦達到極限抗拉強度點,應力圖就會下降。如果選擇應變作為自變數,就會出現乙個確定的應力,對應著兩個應變數值,如下圖所示,這違背了函式的定義(函式(function)表示每個輸入值對應唯一輸出值的一種對應關係)。

通俗的講,你可以定義任意變數作為x或者y軸,畫出各種不同的應力應變曲線。但是,如果你想得到應力和應變的函式關係,即本構關係,就必須選擇應變作為自變數,而應力作為應變數,避免出現違背函式定義的情況。

2. 應變和應變,誰是乙個最更本的量?直觀的感覺,我們對物體施加力,然後才觀察到物體變形。

因此,可以說力會產生應變。但是,要區分應力和施加的外力是兩個不一樣的概念。回到題主你的問題上來,實驗中,你改變是應力嗎?

在這裡我們需要搞清楚什麼是應力?物體由於外因(受力、濕度、溫度場變化等)而變形時,在物體內各部分之間產生相互作用的內力,以抵抗這種外因的作用,並試圖使物體從變形後的位置恢復到變形前的位置。因此,你所理解改變應力的理解是不對的,我們無法直接改變應力,應力是乙個response量。

外部作用力施加後,首先讓構形產生變形,然後產生應變,再然後出現抵抗力,產生應力(外部力--->變形--->應變--->抵抗力---->應力)。因此,應變是比應力更加基本的乙個量。這也能很好的解釋為什麼選擇應變這個更加基本的量作為自變數(x),選擇應力這個量作為因變數(y)。

2樓:於個

不能確定某個應力是否能拉斷樣品或則拉到某個極限,。

以應力為自變數的話可能就需要設定多組應力繪製拉伸曲線,不能完整的描述拉伸過程。

所以倒不如以一定的拉伸速率進行

3樓:

不邀自來。說實話,我也有點迷惑。但我的理解是:

1.先有外力:人施加的,用以改變物體的運動狀態。

2.再有應變:物體在外力下不能發生位移,故只能在內部產生了變形。

3.最後有應力:因為內部有變形,所以內部才產生力,這個力就是應力。我從字面將「應力」這個詞意思理解為「應對外來變化而產生的力」,因此該力不是主動發生的,而是被動產生的。

當我們研究材料力學時,以研究物件的乙個微元做研究物件時,考慮的只是應變和應力,故應變是自變數。所以我認為課本的說法是正確的。

願與大家交流,請大家指正。

4樓:amanda kuok

額,不自覺的吐一下槽。題主問為什麼「應力應變曲線,以應變為自變數」在這句話中能看出題主自己定義了應變是自變數,應力隨著應變發生變化,應力是因變數。。。好吧,題主應該發現問題了吧。。。

應變只是放在了x軸上。。沒人說x軸上就一定要是自變數吧。。。當你使用應力應變曲線的時候,你有木有發現,你會分析隨著應力的增大,應變怎麼怎麼樣?

無論如何,對於材料來說,應變的發生永遠是因為有力的存在,而不是有應變才有力。。。。

5樓:Jhon Zhang

是看到徐老師的動態點進來的,知乎上第一次回答。

在我大一的做材料力學壓縮試驗的時候也冒出過這個問題,不過當時沒好意思問老師。

後來我是這樣理解的,有以下幾個原因:

(1) 這個和試驗中的變數型別有關,在我們開始所接觸的實驗中,把應變作為控制變數的試驗實施起來相對較簡單自然接觸的也多,那麼很自然的會採用應變控制變數做自變數;

(2) 對於應變軟化材料,如果採用應力作自變數、那麼在整條曲線上會出現乙個自變數對應兩個因變數的情況,這樣不符合最初函式的定義;

(3) 從的功的定義來說,對應力應變進行積分,曲線下面的面積等於所做的功,看起來也比較習慣。

注:如果碰到更加複雜的模型中有多個應力狀態變數且函式關係單調的情況,在不限於應力應變曲線的時候,採用應力做自變數的情況也並不鮮見。

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