近期,小编收到了许多客户朋友的建议,希望我们出一期关于模具强度计算常用术语的内容。在材料力学测试中,需要涉及到拉伸应力、压缩应力和剪切力等等概念,但很多朋友对这些术语感到困惑。
在注塑模具设计中,强度计算是至关重要的一环。然而,在这个过程中,我们不可避免地会涉及到材料力学的各种专业术语。正如大家所知,材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和规律的学科,它的理论基础直接影响到模具设计和制造的质量与效率。
为了帮助大家更好地理解,本文科准测控小编通过对常用术语的介绍和解释,我们希望能够为注塑模具设计者和工程师提供一个清晰的知识框架,使他们能够更加准确地进行模具强度计算,并确保设计的可靠性和稳定性。
一、压缩应力
压缩应力是指单位面积内的压缩力,通常用符号σ表示。在杆件受到压缩载荷P时,横截面积为A的杆件上的压缩应力可以用以下公式计算:
上述公式的推导基于静力学原理,即受力分析。当杆件处于平衡状态时,由于杆件内部各点的压缩应力是均匀的,因此可以将杆件想象为在一个虚拟横截面上被分为两部分,分别记为(1)和(2)。在这种情况下,(1)部分受到来自(2)部分的力P的压缩作用而保持平衡,同时(2)部分受到来自(1)部分相同的力P的作用,也处于平衡状态。由此,得出了压缩应力的定义和计算公式。
二、应变
应变是指物体在受到外力作用时发生的形状和尺寸变化。这种变化可以是线性的,也可以是非线性的,取决于物体的材料性质以及所受到的应力大小。
除非物体是刚体(不变形的物体),否则当受到外力作用时,总会发生一些变形,尺寸和形状会发生变化。应力引起的形状和尺寸变化,总称为应变(starain)或变形(deformation)。
三、拉伸应力
拉伸应力是指单位面积内的拉伸力,通常用符号σ表示。在一根横截面积为A的等直杆受到拉伸载荷P下处于平衡状态时,可以应用以下公式计算拉伸应力:
这个公式的推导基于静力学原理,即受力分析。当杆件处于平衡状态时,由于杆件内部各点的拉伸应力是均匀的,因此可以将杆件想象为在一个虚拟横截面上被分为两部分,分别记为(1)和(2)。在这种情况下,(1)部分受到来自(2)部分的力P拉伸而保持平衡,同时(2)部分受到来自(1)部分相同的力P,也处于平衡状态。由此,得出了拉伸应力的定义和计算公式。
四、剪切力
剪切力是指垂直载荷作用下,杆的虚拟垂直横截面上产生的剪应力。当一根横截面积为A的等直水平杆的一端固定在刚性壁上,另一端受到垂直载荷P作用时,在杆的横截面上产生的剪应力可以用以下公式计算:
这个公式的推导基于静力学原理和材料力学中的剪切应力定义。当垂直载荷作用于杆的一端时,在杆的横截面上会产生剪切力,即垂直方向上的力。由于剪切力在杆的横截面上以均匀的强度分布,因此剪应力被定义为剪切力P除以横截面积A。
注:这种剪应力的作用通常会引起材料的变形,导致杆的横截面产生扭曲或错位。剪切力是许多工程和材料设计中需要考虑的重要参数之一,因为它直接影响着材料的强度和稳定性。
五、抗拉强度
进行拉伸试验时,荷载-应变曲线图中与最大荷载对应的拉伸应力,称为拉伸强度。
常用检测设备:拉力试验机
六、弹性模量
在材料的比例极限内(胡克定律适用的范围内),拉伸应力或压缩应力与与之相对应的拉伸应变或压缩应变之比,称为该材料的弹性模量。
另外,根据测定这一数据的Thomas Young的姓氏,它也被称为杨氏模量。
根据材料不同,杨氏模量表现为恒定的值。
杨氏模量通常用“E"表示。
E来自弹性(Elasticity)的首字母。
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