材料力学(固体力学)：什么是应变？

大家好。应力和应变是判断材料力学性质时经常使用的概念。因此，上一期我们了解了什么是应力，今天来了解什么是应变。

 

 

应变

普通直杆的长度会随着压缩和拉伸而改变. 受到拉力时会变长, 受到压力时会变短.

 

例如，橡皮筋在被拉时会伸长，受到压缩时长度会缩短。这时，相对于原始长度的伸长或缩短程度就称为应变。

 

应变公式

 

应变也称为单位长度的伸缩量, 用希腊字母 ε (艾普西隆)表示.

一般来说，施力后，将整体长度记为‘L’，伸长的长度记为‘d’，应变可以表示如下:

 

ε = d/L

 

当杆处于拉伸状态时, 这一应变称为拉伸应变, 表示材料的伸缩或伸长. 而当杆处于压缩状态时, 这一应变为压缩应变，杆会缩短. 通常，拉伸应变记为正值, 压缩应变记为负值. 应变 ε也称为正（垂直）应变, 与正（垂直）应力相关.

 

正应变用两个长度的比值表示, 是没有单位的无量纲值这一性质. 因此，不论采用何种单位制，应变都只用数字表示。（有时会用百分比表示，但并没有SI单位。）

所以，应变的数值通常很小. 因为由结构材料制成的杆在变形时，长度变化很小.

 

例如, 4.0m 长的钢杆受到较大的拉力时, 这根杆可能伸长 2.8mm这一长度. 这意味着应变如下:

ε = 2.8mm / 4.0m = 0.0007 或者 700 × 10^-6 或 0.07%

 

这样就可以通过应变测量并表示材料的长度变化。关于应变的文章就写到这里，谢谢大家。