일상적인 언어에서 "스트레스"는 여러 가지를 의미 할 수 있지만 일반적으로 일부의 긴급 성을 의미합니다. 정렬, 정량화 할 수 있거나 정량화 할 수없는 지원의 탄력성을 테스트하는 것 체계. 공학 및 물리학에서 응력은 특정 의미를 가지며 해당 물질의 단위 면적당 물질이 경험하는 힘의 양과 관련이 있습니다.
주어진 구조 또는 단일 빔이 견딜 수있는 최대 응력 양을 계산하고이를 구조의 예상 하중과 일치시킵니다. 엔지니어가 매일 직면하는 고전적이고 일상적인 문제입니다. 관련 수학 없이는 전 세계에서 볼 수있는 거대한 댐, 다리 및 고층 빌딩을 건설하는 것이 불가능합니다.
빔에 가해지는 힘
힘의 합에프그물지구상의 물체에 의해 경험되는 "정상"구성 요소는 가속을 생성하는 지구의 중력장에 기인하는 "정상"구성 요소를 포함합니다.지9.8m / s2,이 가속도를 경험하는 물체의 질량 m과 결합됩니다. (뉴턴의 두 번째 법칙에서에프그물= mㅏ.가속도는 속도 변화율이며, 이는 변위 변화율입니다.)
수직 및 수평 방향의 질량 요소가 모두있는 빔과 같은 수평 방향의 솔리드 객체 수직 하중을 받더라도 어느 정도의 수평 변형을 경험하며 길이 변화로 나타남 ΔL. 즉, 빔이 끝납니다.
영 계수 Y
재료에는영 계수아니면 그탄성 계수 Y, 이는 각 자료에 따라 다릅니다. 값이 높을수록 변형에 대한 저항력이 높아집니다. 단위는 압력의 단위와 동일합니다. 평방 미터당 뉴턴 (N / m2), 이는 또한 단위 면적당 힘입니다.
실험은 초기 길이가 L 인 빔의 길이 ΔL 변화를 보여줍니다.0 단면적 A에 대해 힘 F를받는 것은 방정식에 의해 주어집니다
\ 델타 L = \ bigg (\ frac {1} {Y} \ bigg) \ bigg (\ frac {F} {A} \ bigg) L_0
스트레스와 스트레인
스트레스이 맥락에서 위의 길이 변경 방정식의 오른쪽에 나타나는 영역 F / A에 대한 힘의 비율입니다. 때때로 σ (그리스 문자 시그마)로 표시됩니다.
변형반면에는 원래 길이 L에 대한 길이 ΔL의 변화 비율 또는 ΔL / L입니다. 때때로 ε (그리스 문자 엡실론)으로 표시됩니다. 변형률은 차원이없는 수량입니다. 즉, 단위가 없습니다.
이것은 스트레스와 긴장이 다음과 관련이 있음을 의미합니다.
\ frac {Delta L} {L_0} = \ epsilon = \ bigg (\ frac {1} {Y} \ bigg) \ bigg (\ frac {F} {A} \ bigg) = \ frac {\ sigma} {Y }
또는 응력 = Y × 변형.
스트레스를 포함한 샘플 계산
1,400 N의 힘은 영률이 70 x 10 인 8m x 0.25m 빔에 작용합니다.9 N / m2. 스트레스와 부담은 무엇입니까?
먼저 1,400 N의 힘 F를 경험하는 면적 A를 계산합니다. 이것은 길이 L을 곱하여 주어집니다.0 너비에 따른 빔의 폭: (8m) (0.25m) = 2m2.
다음으로 알려진 값을 위의 방정식에 연결하십시오.
변형:
\ epsilon = (1 / (70 \ times 10 ^ 9)) (1400) = 1 \ times 10 ^ {-8}
스트레스:
\ sigma = \ frac {F} {A} = Y \ epsilon = (70 \ times 10 ^ 9) (1 \ times 10 ^ {-8}) = 700 \ text {N / m} ^ 2
I- 빔 부하 용량 계산기
리소스에 제공된 것과 같은 강철 빔 계산기를 온라인에서 무료로 찾을 수 있습니다. 이것은 실제로 불확정 빔 계산기이며 모든 선형지지 구조에 적용 할 수 있습니다. 어떤 의미에서 건축가 (또는 엔지니어)를 플레이하고 다양한 힘 입력 및 기타 변수, 심지어 경첩까지 실험 할 수 있습니다. 무엇보다도, 그렇게함으로써 실제 세계에서 어떤 건설 노동자도 "스트레스"를 유발할 수 없습니다!