¿Qué es el estrés? ¿Qué es la tensión?

1. Estrés

El llamado "estrés" es la fuerza que se genera en el interior de un objeto bajo la influencia de una fuerza externa. Como se muestra en la Figura 1, cuando se aplica verticalmente una fuerza externa P a la parte superior del cilindro, el objeto genera una fuerza interna para resistir la fuerza externa (fuerza interna) con el fin de mantener su forma original. El valor obtenido después de dividir esta fuerza interna por el área de la sección transversal del objeto, aquí una unidad de cilindro, es la "tensión" o simplemente se puede resumir como la fuerza interna por unidad de área de la sección transversal. La unidad es Pascal. o N/m2. Por ejemplo, el área de la sección transversal de un cilindro es A (m2) y la fuerza externa que experimenta es P (N Newton). De la fuerza externa = fuerza interna, se puede obtener la tensión:

σ=P/A? (Pa o N/m2)

p>

El área de la sección transversal A aquí es perpendicular a la dirección de la fuerza externa, por lo que la tensión obtenida es llamado esfuerzo vertical.

2. Deformación

Cuando se estira el cilindro unitario, se producirá una deformación por alargamiento de ΔL y la longitud del cilindro será L+ΔL. Aquí, la tasa de alargamiento o compresión representada por la relación entre el alargamiento ΔL y la longitud original L se denomina "deformación" y se denota como ε.

ε=△L/L

La deformación en la dirección de alargamiento (o compresión) en la misma dirección que la fuerza externa se denomina "deformación axial". La deformación representa el alargamiento o la compresión y es un número adimensional sin unidades. Dado que la magnitud es muy pequeña (1 × 10-6 millonésima), la unidad generalmente se expresa como "microdeformación" o simplemente como μE. El cilindro unitario se vuelve más largo y delgado cuando se estira. Cuando una varilla con diámetro d0 se deforma por Δd, la deformación en la dirección del diámetro se muestra en la siguiente fórmula

ε2=-Δd/d0

La deformación en la dirección de la derecha ángulos a la fuerza externa se llama "deformación lateral". La relación entre la deformación axial y la deformación transversal se denomina relación de Poisson y se denota como υ. Cada material tiene su propio índice de Poisson fijo y el índice de Poisson de la mayoría de los materiales es de alrededor de 0,3.

υ=|ε2/ε1|=0.3

3. La relación entre tensión y deformación

Se ha estudiado la relación entre deformación y tensión de diversos materiales. medido experimentalmente. La Figura 2 muestra la relación entre tensión y deformación del hierro dulce, un acero común. Según la ley de Hooke, la tensión y la deformación tienen una relación proporcional lineal dentro de un cierto rango límite proporcional. La tensión máxima correspondiente se llama límite proporcional.

La constante de proporcionalidad E entre tensión y deformación se llama coeficiente elástico o módulo de Young. Los diferentes materiales tienen su módulo de Young fijo. En resumen, aunque la tensión no se puede medir directamente, la magnitud de la tensión se puede calcular midiendo la deformación causada por la influencia de fuerzas externas.