Basınç ve stres arasındaki fark nedir?

Birimler aynı olduğundan ( ), basınç ve stres arasındaki fark nedir?$\frac{N}{m^2}$

Basınç, söz konusu malzemenin yüzeyine uygulanan bir kuvvettir. Dağıtılmış kuvvetleri (örneğin sıkıştırılmış bir gaz veya sıvıdan veya istiflenmiş / istiflenmiş katılardan gelen kuvvet) tanımladığı için alana bölünür.

Stres, söz konusu malzemenin kalınlığı boyunca dağıtılan bir kuvvettir. Bu alana bölünmüştür çünkü kuvvet malzemenin kesiti ile (her zaman eşit olmamakla birlikte) paylaşılmaktadır. Örneğin, bir ağırlığa dayanan katı bir madde bloğunuz varsa, ağırlıktaki kuvvet, o paranın genişliğine ve derinliğine bölünerek, size stresi verir.

Bu cevapların bazıları yakın olsa da (bu cevap yazıldığı sırada) bir dereceye kadar yanlıştır.

Baskı ve stres çok yakından ilişkilidir - aslında, bir kişi baskının bir anlamda stresin bir alt kümesi olduğu iddia edilebilir. Özel olarak, bir malzemedeki basınç, bir malzemedeki toplam gerilmenin izotropik kısmıdır. Basınç, skaler bir miktardır - her yönde aynıdır, stres ise tüm deforme kuvvetlerini yakalayan bir tensör miktarıdır.

$\sigma_{ij}$

Başka bir deyişle, baskı, gerilme tensörünün köşegen elemanlarının ortalamasının tam tersidir.

Bir sınır koşulu veya yapısal analiz problemi için uygulanan bir yük bağlamında daha spesifik olarak konuşulurken, belirli bir alan üzerindeki uygulanan normal bir strese özellikle işaret eder.

Baskı ve stres, bir yüzeye dağılmış her iki kuvvettir, fakat aslında iki farklı kavramdır. Aralarındaki temel fark, baskının dış ve stresin iç olmasıdır .

Bir nesneye sahip olduğunuzda, basınç bu nesnenin cildine dik olan yüzey kuvvetidir.

Stresi tanımlamak için, yüzeyinde çalışan bir dizi dış kuvvete (eylemler ve reaksiyonlar) sahip katı bir nesneyi hayal etmek faydalıdır. Bu kuvvetler nedeniyle nesne, denge durumuna gelinceye kadar deforme olur. Bu nesneyle bir kesim yapıp bir parçasını çıkardığınızda, nesneyi aynı deforme olmuş durumda tutmak ve dengede tutmak için kesim tarafından maruz kalan yüzeye kuvvet uygulamak gerekir. Bu iç yüzey kuvvetlerine gerilme denir.

Baskı, nesnenin yüzeyine dik olarak tanımlanırken, bu kısıtlama gerilmeler için geçerli değildir. Gerilme, iç yüzeye herhangi bir yönde uygulanabilir. Bu, basınç ve stres arasındaki başka bir farktır. Gerilmeler dikey iç yüzeyine normal gerilmeler '(basınç veya germe) olarak adlandırılır. Vurgular paralel iç yüzeyine 'kayma gerilmeleri' olarak adlandırılır.

Bunların birbirleriyle yakından ilişkili olduğunu söyleyebiliriz, ancak basınç daha genel olmasına rağmen, çok yönlü (gazda olduğu gibi), stres katı olarak tanımlanır ve bir tensördür - 3 boyutta yer değiştirme kuvvetinden ve 3 eksende bükülme kuvvetinden sorumlu faktörlerden sorumlu olan bir tensördür.

Basınçla, pistonlu bir dinamometreye sahip, vakumlu, hayali bir pistonu alırsınız ve ortamın bu duvarda ne kadar kuvvet kullandığını ölçerek piston yüzeyine bölersiniz. Nasıl çevirdiğiniz önemli değil, değer aynı.

Şimdi bir sürü gerilme ölçeri alın :

ve bunları bir beton kiriş oluşturan betonla kaplayın. İlk başta hepsi aynı, sıvı beton basıncını göstereceklerdir. Ancak somut katılaştıkça, değerler değişecektir. Bazıları kiriş büküldükçe ve dış taraf boyunca gerildiğinde, negatif değerler gösterecektir. Diğerleri uzunluğuna dik olan kendi ağırlığını uygulayan kirişin yanal basıncını gösterecektir. Kirişi sıkıştırırsanız, uzunlamasına oldukça aşırı değerler elde edersiniz, ancak sıkıştırılmış malzeme kenarlara doğru genişledikçe eksenden dışa doğru küçük negatifler elde edersiniz. Kirişi bükmeye çalışırsanız, bükümün dış tarafında küçük negatifler, iç tarafta bazı küçük pozitifler olur ve sonra kiriş kırılır; Negatif kuvvetlere karşı daha zayıf (ayırma yolu) ve bunlar virajın dış tarafına uygulanır.

Bu nedenle, 'stres' değerini kullanırken, tam tensörü vermediğiniz sürece, tarif ettiğiniz stresin hangi yönünü yazmak her zaman çok önemlidir - sadece baskı gibi bırakmak sadece bu kadar yardımcı değildir.

Basınç, birim alan başına uygulanan kuvvettir. Bir nesnenin yüzeyindeki dış kuvvetler nedeniyle ortaya çıkar.

Dış kuvvetler uygulandığında, deformasyonu önlemek için gerilmeler denilen iç kuvvetler üretilir. Hem basınç hem de stres aynı birime sahiptir.