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應力分析
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主應力與最大剪應力
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主應力
(principal stress)
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定義
- 已知
- 在一應力態中
- 若
- 某一平面上之"剪應力"恰為0
- 則
- 其相應之正向應力="主應力"
- 其該平面=主應力面
- 其該垂直軸=主軸
- 觀念釐清
- 主應力的定義中→無最大或最小的定義在其中
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三維應力
- 工數得知
- 主應力σP
- =應力矩陣[σ]之特徴値
- eigenvalue
- 三維
- 三個值
- 二維
- 兩個值
- 主軸方向n
- =應力矩陣[σ]之特徴向量
- eigenvector
- 三維
- 三個值
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平面應力
- 莫耳圓知:
- 平面應力之主應力恰為正向應力之極値
- 但
- 三維應力之主應力≠正向應力之極値
- 主應力
- 主應力面
- θp' = θp±90
- 其中
- 主應力σp1的主應力面方向n→
- 用莫耳圓決定
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最大剪應力
(maximum shear stress)
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三維剪應力
- 定義
- 已知
- σ1 ,σ2 ,σ3為主應力
- 則
- (絕對)最大剪應力
- 其中
- max(A,B,C)=在ABC中取最大值
- τ max的中文敘述
- 絕對最大剪應力(τ max)abs
- 平面外的最大剪應力(τ max)out of plane
- 最大剪應力
- 最大剪應力面
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平面剪應力
- 最大剪應力
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觀念釐清
- 在最大剪應力上沒有正向應力
- ...錯
- 在主應力上沒有剪應力
- ...對
- 平面應力
- σz=σ3=0
- z面主應力為0
- τzx=τzy=0
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特殊平面應力態
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單軸向應力態
- 例子
- 拉伸試驗
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均勻應力態
- 例子
- 靜水壓力
- 其中
- 莫耳圓縮成一個點
- 任意平面均為主應力面
- 任意方向均為主軸方向
- 無論θ值為何
- →σ=σ0 τ=0
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純剪應力態
- 例子
- 粉筆
- 脆性材料
- 性質
- 抗拉能力差
- 破壞面呈現45度