Fråga:
Vad är skillnaden mellan tryck och stress?
user133
2015-01-25 18:13:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Eftersom enheterna är desamma ($ \ frac {N} {m ^ 2} $), vad är skillnaden mellan tryck och stress?

http://physics.stackexchange.com/questions/107824/what-is-the-difference-between-stress-and-pressure
Trycket är en skalär. Stress är en tensor.
Fem svar:
Tristan
2015-01-27 22:51:40 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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.

Ethan48
2015-01-25 22:28:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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.

Jag känner att detta är ett alltför förenklat svar som ger intrycket att stress bara är något som händer med fasta ämnen. Spänningar finns verkligen i vätskor. Skillnaden är att trycket är en skalär kvantitet; det är isotropiskt - detsamma i alla riktningar. Stress är å andra sidan en tensormängd, den är riktad, men den följer vissa regler för raminvarians.
OK. Det är rättvist. Det var inte klart för mig hur formellt svar förväntades. Jag försökte bara kommunicera det breda konceptet på ett tydligt sätt. Uppenbarligen kan personen som ställde frågan välja ett annat svar om det tydligare löser deras fråga.
Tim H
2015-01-26 15:06:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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".

SF.
2015-01-26 15:32:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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:

enter image description here

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.

En korrigering - det är fel att säga att stress händer i ett fast ämne, medan tryck sker i en gas. Båda händer i båda - trycket är relaterat till den första invarianten av den totala spänningstensorn. Stress händer verkligen i vätskor - titta på Couette-flöde för ett trivialt enkelt exempel.
@Tristan: Ja, i * rörliga * vätskor och gaser, där viskositetskrafter ersätter strukturbindningar. Om de når jämvikt planas det snabbt ut. OTOH, det kan förbli i fasta ämnen - även utan yttre krafter; latenta påfrestningar är ett viktigt tekniskt problem. Se Prince Ruperts droppe, där en minimal skada på droppens struktur får det hela att explodera, ackumulerad latent stress som leder till våldsam förstörelse av droppen.
(ja, åtminstone i perfekta vätskor; ytspänningseffekterna som menisken eller kapillärverkan är mycket stressrelaterade effekter. Men om du tar en stor del av rörlig vätska blir riktningsfaktorerna försumbara.)
Med tanke på att de flesta tekniska problem med vätskor involverar dem, ja, flytande, tycker jag att skillnaden är ganska tuff. Stress är ett kontinuummekanikbegrepp; det bryr sig inte vad som utgör kontinuumet - det är vad konstitutiva ekvationer är för.
@Tristan: Låt mig delvis inte hålla med. De flesta tekniska problem som involverar vätskor försummar spänningsfaktorerna i vätskedynamiken. Visst att det finns domäner (som marin teknik) där de är kritiska, men inom maskiner, industriell kemi, anläggningsteknik och de flesta grenar som hanterar stora mängder vätskor som rör sig i måttlig takt eller vid högt tryck är det vanligtvis trycket som verkligen betyder något och resten behandlas ofta som "låt oss ge det tillräckligt med överskottspress för att aldrig bry sig om det."
"Med tanke på att de flesta tekniska problem med vätskor involverar dem, ja, flödar ..." Um, nej.
@RickTeachey: "Ja och nej", problem där vätskan förblir helt orörlig på obestämd tid är ett mindre segment. OTOH, de flesta problem handlar om att få vätskor från en plats till en annan, inte hur flödesmönstren är strukturerade inuti rören. Precis som i elektronik ser vi inte hur elektroner fördelas över tvärsnitt av en tråd, bara applicera spänning, få ström, lampan tänds, bryr oss inte om elektroner, här applicera tryck, få flöde, tanken fylls, don ' bryr dig inte om spänning i vätska.
Jag lovar att jag inte försöker vara en röv. Bara ta itu med att inrama allt som "de flesta tekniska problem". Okej, det mesta du kanske har att göra med. Men man kan lätt spendera hela sin karriär på att göra riktigt ingenjörsarbete som ibland involverar statiska vätskor och aldrig behöva spendera en sekund av det på att oroa sig för vätskeflöde.
@RickTeachey: Av nyfikenhet: vilken gren är det?
Tja, många grundtekniker kan gå år mellan att ha ett dynamiskt vätskeproblem, och även när de gör behandlas allt vanligtvis som pseudo-statiskt ändå (som du sa). Byggnadsingenjörer också.
Shashvat Mehta
2016-03-01 19:53:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

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.



Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...