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Energy Methods

Energy Stored in Loaded Rods

Description

Energy stored in a rod under axial load helps show how a material will respond to stretching and breaking. When the rod elongates, it stores strain energy as potential energy inside the material. Strain energy density is the amount of that energy per unit volume.

In the elastic region, stress and...

Transcript

轴向载荷会导致杆件伸长,并在其内部储存应变能。杆件中的应变能密度是指单位体积内的能量。

此处,轴向力与面积的比值为应力,伸长量与杆原始长度的比值为所产生的应变。

在弹性区域内,应变能密度可以用弹性模量来表示。

应力-应变曲线在弹性区域内呈线性关系,表明应变能密度遵循胡克定律。在此区域内,当去除应力后,应变变为零。这一区域的能密度称为弹性模量。

在塑性区域,即使去除应力后,仍会残留部分永久应变。因此,只有一部分应变能密度得以恢复,其余的能量密度则以热的形式消耗在物体的变形过程中。

曲线下的总面积称为韧性模量,表示使杆件断裂所需的总能量密度。