結論:負載與應力Conclusion
原講義的結論只列出軸向負載的兩個結果:應力 \(\sigma=F/A\)、變形 \(\delta=FL/EA\)。
下表把本章五種負載整理在一起(補充),方便比較:公式的形式都是「負載 ÷ 截面性質」,變形都是「負載 × 長度 ÷ 勁度」。
五種負載總整理 Summary
| 負載 | 應力 | 分佈與最大值 | 變形 | 截面性質 |
|---|---|---|---|---|
| 軸向拉壓 | \(\sigma=\dfrac FA\) | 整個截面均勻 | \(\delta=\dfrac{FL}{AE}\) | 面積 \(A\) |
| 承壓 | \(p=\dfrac{F}{A_{proj}}\) | 名目平均值(實際中央較大) | — | 投影面積 \(A_{proj}\) |
| 扭轉(圓軸) | \(\tau=\dfrac{Tr}{J}\) | 沿半徑線性,表面最大 | \(\theta=\dfrac{TL}{GJ}\) | 極慣性矩 \(J\) |
| 直接剪力 | \(\tau_{avg}=\dfrac VA\) | 矩形截面 \(\tau_{max}=\dfrac{3V}{2A}\),在中性軸 | — | \(A\)、\(Q\)、\(I\) |
| 彎曲 | \(\sigma=\dfrac{My}{I}\) | 沿高度線性,最外緣最大 | \(EI\,\dfrac{d^2y}{dx^2}=M\) | 慣性矩 \(I\) |
- \(E\):楊氏係數;\(G\):剪力彈性係數;\(EA\)、\(GJ\)、\(EI\) 分別是軸向、扭轉、彎曲勁度。
- 多種負載同時作用時,在線彈性範圍內可以把各自的應力疊加(同方向的正向應力直接相加)。正向應力與剪應力同時存在時,要用第 5 章的二維應力分析合成。
