拉伸應力

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介紹

它是與拉伸或在這種情況下拉力相關的量。它負責材料沿施載入荷軸線的伸長。因此，拉伸應力與施加在具有特定彈性程度的棒材上的力的幅度有關，並且該幅度除以垂直於施加到材料上的力的橫截面積。拉伸應力是正應力的一個細分，正應力是垂直作用於給定物體一定面積上的力，然後發現該力分佈在該物體的單位面積上。

什麼是拉伸應力？

拉伸應力是正應力的一種。當施加的力或載荷傾向於沿力的方向拉伸材料時，就會產生這種應力。

有哪些型別的應力？

應力定義為物體單位面積上的恢復力。應力被稱為標量，用σ表示。換句話說，應力被描述為作用在材料上的力除以該力作用在其上的材料的橫截面積 (Liu et al. 2020)。

恢復力具有與施加的變形力相同的幅度，但方向相反。應力可以表示為σ = F / A，其中F是力，A是橫截面積。

應力的單位是帕斯卡或N/m²。物理學中有多種型別的應力；然而，正應力、拉伸應力、剪下應力和縱向應力是應力的主要分類。

• 正應力 - 正壓力解釋為當軸向力作用於單元時增加的應力。應力向物體的傳遞被稱為垂直方向 (Wang et al. 2020)。物體的長度和體積發生變化，物體的應力水平恢復正常。

• 縱向應力 - 由於正應力引起的物體長度變化被稱為縱向應力。這種型別的應力會在整個長度上壓縮或拉伸材料。

• 剪下應力 - 在這種型別的應力中，壓力切向作用於平面的表面積上。當作用在表面上的應力拉伸切線並且作用在表面上的壓力平行時，該表面被稱為切線。

• 拉伸應力 - 拉伸應力被描述為當施加的或變形力導致物體長度增加時發生的應力 (Liao, Zhu, & Tang, 2019)。例如，當拉伸金屬絲或棒材時，在其兩側施加相反且相等的力。

拉伸應力與壓縮應力的區別

拉伸應力	壓縮應力
它導致物體伸長或特定事件發生。	它是施加力的縮短的結果。
它是由拉伸力引起的。	它是由壓縮力引起的。
起重機鋼纜、繩索、釘子和螺紋是拉伸強度的例子。	混凝土柱是壓縮應力的主要例子。
鋼是拉伸應力下最強的材料。	混凝土和鋼在壓縮應力下最強。

拉伸應力的應用

搬運工和警察利用拉伸應力來牽引車輛和汽車。拉伸應力作用於水的拉動，其中滑輪和繩索可以將液體向上提升 (Kim, Kim & Yoo, 2019)。

當一個人看到另一個人從井裡抽水並將其送到指定地點時，就會看到這種情況。

圖片即將推出

起重機在將材料向上提升到其他地方時，拉伸應力會起作用。拔河是一種基於拉伸應力原理的遊戲活動 (Wang et al. 2020)。拉伸應力的更多應用包括兒童遊戲以及供應商和店主使用稱重機計算重量。拉伸應力的原理在任何施加力來完成工作的場合都能很好地發揮作用。

結論

拉伸應力與正應力的細分有關。拉伸應力是沿給定力的軸線方向作用的相對力，它負責特定材料的伸長。施加在彈性棒上的力的大小進一步除以棒的橫截面積。此外，力的幅度垂直於施加的力。

常見問題

問1. 當拉力作用於材料時，可以計算哪些應力？

答。極限拉伸強度由材料所能承受的最大應力表示；回彈模量是拉伸應力與材料楊氏模量的兩倍之比；斷裂強度是物體在裂紋點所能承受的最大應力。所有這些方面都是根據拉力計算的。

問2. 究竟哪種物質具有最高的抗拉強度？

答。抗拉強度因材料而異。多壁碳奈米管具有最高的抗拉強度。

問3. 什麼是極限拉伸強度 (UTS)？

答。它是物體在施加力時所能承受的最大應力。如果施加的力超過 UTS，則材料會破裂。

問4. 拉伸應力的主要應用是什麼？

答。拉伸應力應用於各個工作領域。警察使用它來牽引汽車和其他車輛。