Eftersom enheterna är desamma ($ \ frac {N} {m ^ 2} $), vad är skillnaden mellan tryck och stress?
Eftersom enheterna är desamma ($ \ frac {N} {m ^ 2} $), vad är skillnaden mellan tryck och stress?
Även om några av dessa svar är nära, är de (när svaret skrivs) alla felaktiga till viss del.
Tryck och stress är mycket nära besläktade - faktiskt kan man argumentera det trycket är på sätt och vis en delmängd av stress. För att vara specifik är trycket i ett material den isotropa delen av den totala spänningen i ett material. Tryck är en skalär kvantitet - densamma i alla riktningar, medan spänning är en tensormängd som fångar upp alla deformerande krafter.
Tryck och spänning är relaterade enligt följande: om komponenterna i spänningstensorn ges av $ \ sigma_ {ij} $, då är trycket (med Einstein-notation)
$$ p = - \ frac {1} {3} \ sigma_ {ii} $$
Det vill säga trycket är motsatsen till medelvärdet av spänningssensorns diagonala element.
När vi talar mer specifikt i termer av ett gränsvillkor eller en belastning för ett strukturellt analysproblem, det hänvisar specifikt till en applicerad normal stress över ett visst område.
Tryck är en kraft som appliceras mot ytan på det aktuella materialet. Den delas upp efter område eftersom den beskriver fördelade krafter (t.ex. kraft från en komprimerad gas eller vätska eller staplade / staplade fasta ämnen.)
Stress är en kraft som fördelas genom materialets tjocklek. Det delas upp efter område eftersom kraft delas (men inte alltid jämnt) av materialets tvärsnitt. Om du till exempel har ett massivt block av material som stöder en vikt, ger kraften från vikten, dividerad med bredden och djupet på den bocken, dig stress.
Tryck och spänning är båda krafter fördelade på en yta, men är i huvudsak två helt olika begrepp. Huvudskillnaden mellan dem är att trycket är externt och spänningen är internt .
När du har ett föremål är tryck ytkraften vinkelrät mot "föremålets" hud.
För att definiera stress är det bra att föreställa sig ett fast föremål med en uppsättning externa krafter (handlingar och reaktioner) som arbetar på ytan. På grund av dessa krafter deformeras föremålet tills det är i ett jämviktsläge. När du gör ett snitt genom detta föremål och tar bort en del av det, krävs krafter på ytan som exponeras av snittet för att hålla objektet i samma deformerade tillstånd och för att hålla det i jämvikt. Dessa inre ytkrafter kallas spänningar.
Även om trycket definieras som vinkelrätt mot objektets yta, gäller denna begränsning inte för spänningar. Påkänningar kan appliceras i valfri riktning på den inre ytan. Detta är en annan skillnad mellan tryck och stress. Spänningar vinkelräta mot den inre ytan kallas "normala spänningar" (kompression eller spänning). Spänningar parallellt med den inre ytan kallas "skjuvspänningar".
Man kan säga att de är nära besläktade, men medan trycket är mer generiskt, rundstrålande (som i gas), definieras spänningen i ett fast ämne och är en tensor - med faktorer som är ansvariga för förskjutningskraft i 3 dimensioner plus vridkraft i 3 axlar.
Med tryck tar du en imaginär kolv i cylindern med vakuum, med en dynamometer fäst vid kolven, och mäter vilken kraft mediet utövar på väggen och delar den med kolvytan. Oavsett hur du vrider det är värdet detsamma.
Ta nu en massa töjningsskydd:
och täck dem med betong och bilda en betongbalk. Först visar de alla samma tryck av flytande betong. Men när betongen stelnar kommer avläsningarna att förändras. Vissa kommer att visa negativa värden när strålen böjer sig och spänner längs yttersidan. Andra kommer att visa strålens laterala tryck som utövar sin egen vikt vinkelrätt mot dess längd. Om du komprimerar strålen får du ganska extrema värden längs, men små negativa utåt från axeln när det komprimerade materialet expanderar till sidorna. Om du försöker böja strålen får du några små negativ på utsidan av böjningen, några små positiva på insidan och sedan snäpps strålen; det är mycket svagare mot negativa krafter (drar ifrån varandra) och dessa utövas på utsidan av böjningen.
Så när du använder "stress" -värdet, såvida du inte ger full tensor, är det alltid viktigt att skriva vilken riktning av stress du beskriver - det är inte så bra att bara lägga ner det som tryck.
Tryck appliceras på kraft per ytenhet. Det uppstår på grund av yttre krafter på ett föremåls yta.
När externa krafter appliceras, för att undvika deformation genereras interna krafter som kallas spänningar. Både tryck och spänning har samma enhet.