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应变能密度
27.2
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。
了解材料在轴向荷载下的应变能密度对于评估其机械行为和耐久性来说是至关重要的。当杆承受这样的荷载时,它会伸长并存储能量(即应变能),并将其作为材料内的势能。这种能量能够以单位体积的能量来进行衡量。
在材料的弹性区域中,应力和应变之间呈线性关系,并遵循胡克定律。位于该区域的应变能密度是根据应力-应变曲线…