負載、變形、應力與應變Load, Deflection, Stress and Strain
機件受力後,內部每單位面積承受的力稱為應力(Stress),每單位長度的變形稱為應變(Strain)。本章依負載形式分成五類,每一類都回答兩個問題:應力多大、分佈如何,以及變形多少。
五種基本負載 Basic Loadings
重建版4.1 拉伸與壓縮Tension and Compression\(\sigma=\dfrac FA,\quad \delta=\dfrac{FL}{AE}\)
重建版4.2 承壓應力Bearing Stress\(p=\dfrac{F}{A_{proj}}\)
重建版4.3 扭轉Torsion\(\tau=\dfrac{Tr}{J},\quad \phi=\dfrac{TL}{GJ}\)
重建版4.4 直接剪力與橫向剪應力Direct Shear\(\tau=\dfrac{F}{A_s},\quad \tau=\dfrac{VQ}{Ib}\)
重建版4.5 彎曲Bending\(\sigma=\dfrac{My}{I},\quad y''=-\dfrac{M}{EI}\)
重建版4.5 綜合例題:偏心連桿Example: Offset Link拉力+彎曲的疊加
補充4.6 結論:總整理Conclusion五種負載的應力與變形對照表
原頁是一個 Flash 選單(5 個按鈕:Tension、Bearing、Torsion、Bending、Shear),已改成上面的卡片目錄。
共同觀念 Basic Concepts
- 正向應力(Normal stress)\(\sigma\):垂直於截面,拉為正、壓為負,單位 Pa(N/m²),工程上常用 MPa(N/mm²)。
- 剪應力(Shear stress)\(\tau\):平行於截面。
- 應變:正向應變 \(\varepsilon=\delta/L\)(無因次);剪應變 \(\gamma\)(角度變化,rad)。
- 虎克定律(Hooke's law):在比例限度內 \(\sigma=E\varepsilon\)、\(\tau=G\gamma\);\(E\) 為楊氏係數,\(G\) 為剪力彈性係數,兩者關係為 \(G=\dfrac{E}{2(1+\nu)}\)(\(\nu\):蒲松比)。