Mitä eroa on stressillä ja paineella?
On helmikuu 13, 2021 by adminMitä eroa on stressillä ja paine ? Onko olemassa intuitiivisia esimerkkejä, jotka selittävät näiden kahden välisen eron? Entä esimerkki siitä, milloin paine ja stressi eivät ole samat?
Kommentit
- Kuten vastauksista näet, on vaikea olettaa mitä ” intuitiivinen ” on tarkoitettu sinulle ja mitä odotuksia sinulla on tarkentamatta.
- Kysymys syntyi kun luet tietoja ylikuormituspaineesta (stressi), fi.wikipedia.org/wiki/Overburden_pressure . Linkitetty artikkeli määrittelee sen molemmiksi. Olin toivonut oppineen erottamaan nämä kaksi käyttämällä selitystä, jonka lukiolainen tai insinööriopiskelija ymmärtäisi.
- Stressi on valenssi 2 -tensori (jota edustaa matriisi). ” Paine ” on erityistapaus: jännitysjännite, joka voidaan kirjoittaa ” scalar ” määrä ( eli muodossa $ p \, \ mathrm {id} _3 $, jossa $ \ mathrm {id} _3 $ -matriisi on $ 3 \ times3 $ -identiteetti ja $ p $ -paineen skalaari).
vastaus
Paine määritetään seuraavasti: voima pinta-alayksikköä kohti kohdalle kohtisuorassa pintaan nähden. Ja luonnollisesti paine voi aiheuttaa stressiä kohteen sisällä. Stressi on kuormitetun kehon ominaisuus ja liittyy sisäisiin voimiin. Se määritellään reaktiona, jonka kehon molekyylit tuottavat jonkin toiminnan aikana ja joka voi aiheuttaa jonkin verran muodonmuutosta. Näiden pinta-alayksikköön tuotettujen lisävoimien voimakkuutta kutsutaan stressiksi (kaunis kuva wikipediasta):
MUOKKAA KOMMENTTEJA
Ylikuormituspaine tai litostaattinen paine on tapaus, jossa kohteen oman massan painovoima luo paineen ja aiheuttaa rasitusta maaperään tai kalliopylvääseen. Tämä jännitys kasvaa massan ( Tämän tyyppinen jännitys on tasainen, koska painovoima on tasainen.
http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html
Litostaattiseen paineeseen sisältyvät ilmakehän paino ja, jos valtameren tai järven alapuolella, sen yläpuolella olevan vesipatsaan paino Verrattuna yllä olevien kivien painon aiheuttamaan paineeseen, kallion yläpuolella olevan veden ja ilman painosta johtuva paineen määrä on kuitenkin vähäinen, paitsi maan pinnalla. Ainoa tapa kalliosta tulevaan litostaattiseen paineeseen muuttua on, että kallion syvyys maan sisällä muuttuu.
Koska tämä on tasainen voima kaikkialla aineessa johtuen lähinnä itse aineesta, termit paine ja stressi ovat jossain määrin vaihdettavissa, koska paine voidaan nähdä sekä ulkoisena että sisäisenä voimana.
Jos ne eivät ole samanarvoisia, katso vain Jos paine kohdistetaan kuvan päähän (kuvan yläreunaan), se aiheuttaa epätasaista jännitystä viivaimen sisällä, varsinkin kun sisäinen jännitys on korkea kulmissa.
Kommentit
- Nesteiden ja paineen osalta kiven interstitiaalisen tilan tai huokostilan sisällä olevalle nesteelle viitataan tyypillisesti huokospaineella tai nestepaineella. Olisiko väärin sanoa huokosjännitys tai neste Jos ymmärrän sen oikein, muista vastauksista alkuperäiseen kysymykseen ja täältä löydetystä selityksestä: fi.wikipedia.org/wiki/Fluid#Physics näyttää siltä, että paine on normaali stressin komponentti. Joten jos kaikki muut komponentit ovat nollia, sinulla on vain paine, joka muodostaa stressin. Voit siis sanoa huokosjännityksen?
- @jakemcgregor I ’ en ole varma. En usko ’ sitä, että sitä kutsutaan stressiksi, koska se on taskujen tuottama voima, joka voi olla epätasainen ja vaihdella koko aineen välillä. Mutta en ’ ole geologi, kenties he sekoittavat termejä.
- Et sano mitään stressin tensorisesta luonteesta toisin kuin paineen skalaarinen luonne. Esimerkiksi kaasun paine liittyy myös kaasumolekyylien sisäisiin voimiin.
Vastaus
Kun otetaan huomioon jännitystensori $ \ mathbf {\ sigma} $, jolla on yleensä 9 komponenttia, paine (ainakin jatkumomekaniikassa) määritellään muodossa $ P = 1/3 tr (\ mathbf { \ sigma}) $.
Joten jatkumo-osan paine on pisteessä olevien kolmen normaalijännityksen keskiarvo. Lävistäjävälit poikkeavat leikkausjännityksestä.
On vaikea sanoa ”stressi” olematta tarkempi kysymyksessäsi, koska stressi ei ole skalaari.Paine eroaa aina stressistä, mutta nämä kaksi liittyvät toisiinsa.
Kommentit
- Paine eroaa aina stressistä, koska paine on skalaari. Sikäli kuin tiedän, paine määritellään puristusisotrooppiseksi normaaliksi stressiksi. Tämän määritelmän mukaan paineella on suuntamerkki (positiivinen puristavalle?) Ja suuruus? Tämän määritelmän mukaan näyttää myös siltä, että paine määritellään stressin erityistapaukseksi (yksinkertainen stressitilanne). Jos tämä on totta, voidaan nestepainetta kutsua nestekuormaksi? Lähde: fi.wikipedia.org/wiki/Stress_%28mechanics%29#Simple_stresses
Vastaa
Jännityksen ja paineen ero liittyy isotrooppisen ja anisotrooppisen voiman eroon. Siellä ”sa Wikipedia -osio Cauchyn stressin $ \ boldsymbol {\ sigma} $ hajoamisesta” hydrostaattisiksi ”ja” deviatorisiksi ”komponenteiksi, $$ \ boldsymbol {\ sigma} = \ mathbf {s} + p \ mathbf {I} $$, jossa paine $ p $ on $$ p = \ frac {1} {3} \ text {tr} (\ boldsymbol {\ sigma} ) $$ missä $ \ mathbf {I} $ on identiteettimatriisi $ 3 \ kertaa 3 $ ja missä $ \ mathbf {s} $ on $ \ boldsymbol {\ sigma} $: n jäljittämätön komponentti.
Linkitetty artikkeli antaa oikeastaan melko hyvän intuitiivisen selityksen $ p \ mathbf {I} $:
(artikkelista) Keskimääräinen hydrostaattinen stressitensori $ p \ mathbf {I} $, joka pyrkii muuttamaan korostetun ruumiin tilavuutta.
Tämä johtuu siitä, että normaalitason kokema pintavoima vektori $ \ mathbf {n} $ antaa $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot \ boldsymbol {\ sigma} $$, joka puhtaan hydrostaattisen stressin vuoksi tulee $$ \ mathbf {T} ^ {(\ mathbf {n})} = \ mathbf {n} \ cdot p \ mathbf {I} = p \ mathbf {n} $$ mikä poi nts samaan suuntaan kuin tason normaali. Tämä tarkoittaa periaatteessa sitä, että materiaalikuutio haluaa laajentua kuin pallo, jos $ p > 0 $, ja supistaa, jos $ p < 0 $.
Samaan aikaan poikkeava komponentti tarkoittaa, että pelissä on voimia, jotka eivät vain yleensä laajenna tai supista asioita, kuten leikkausvoimia.
Entä esimerkki siitä, milloin paine ja stressi eivät ole samat?
Kiinteässä, puhtaassa leikkausaallossa voi olla aaltoja. Toisin kuin akustisissa paineaalloissa, leikkausaalloilla on vakiopaine; aaltoa levittävät voimat eivät johdu paineesta, vaan leikkausjännityksestä.
Kommentit
- Joten jos sinulla on vain puristava isotrooppinen normaali stressi, sitä kutsutaan hydrostaattiseksi paineeksi tai pelkäksi paineeksi. Joten paine ovat normaalit puristuksessa toimivat komponentit, jotka muodostavat stressin? Voin sanoa, että minulla on nestejännitys +100 psi ja yhtä oikein kuin sanoen, että nestepaineeni on 100 psi?
- @jakemcgregor: Joo, sikäli kuin tiedän paine on normaali stressin osa. Jos yrität leikata sitä isotrooppisessa nesteessä, ei ole palautusvoimaa (koska se ’ sa nestettä ja se voi liikkua), joten se ’ ei oikeastaan ole mahdollista saada aikaan poikkeavia (ei-normaaleja) jännityksiä, joten stressi ja paine ovat tavallaan keskenään vaihdettavissa sanamuodon mukaan. Mutta jos ’ on sekoitettu kiviä ja muuta tavaraa, se voi olla monimutkaisempaa.
- Sinulla voi olla nesteessä poikkeavia jännitteitä. Ilman heitä neste ei virtaisi! Esimerkiksi Newtonin nesteessä poikkeamajännitys on verrannollinen ” -vetonopeuteen ” tensoriin viskositeetin kautta.
- @TylerOlsen katso kommenttini yllä DumpsterDoofukselle ja kommenttini tpg2114 ’: n vastaukseen (alla). Mitä mieltä olet?
Vastaus
Paine on kohtisuorassa esineeseen nähden, se on vain ulkoinen voima. Paine aiheuttaa stressiä kohteen sisällä, joten stressi on sisäinen voima.
Kommentit
- Haluat ehkä sisällyttää joitain pyydettyjä esimerkkejä, jotka osoittavat toisiaan vastaan ja mitä tapahtuu, kun he ’ eivät ole tasa-arvoisia.
Vastaa
Paine on ulkoinen voima, kun sitä kohdistetaan toiseen kehoon, vaikutus näkyy helposti kehon ulkopinnassa ja se vaikutti ensin kehon ulkopintaan. Stressin yhteydessä molekyylimuodonmuutos kehittyy kehon sisäpuolelle ja stressi syntyy hitaasti minkä tahansa kohteen sisäosassa kuormituksen vuoksi. Ja yksinkertaisesti paine vaikutti kehon ulkopintaan ja stressi vaikutti kehoon sisäisesti. Stressiä havaitaan käytetyn kuormituksen vuoksi, kun taas paine on eräänlainen kuormitus kehoon.
vastaus
aina, kun esineeseen kohdistetaan ulkoista voimaa automaattisesti, objektin sisään kehitetään palautusvoima rajoittamaan muodon muodonmuutosta esine.Pintaan kohtisuoran voiman palauttamisen suhde alueeseen tunnetaan stressinä. Pintaan kohtisuoran ulkoisen voiman suhde pinta-alaan tunnetaan nimellä paine.
esimerkiksi jos painat palloa ur paine ja se, mitä pallo koskee sinua, on stressi ja jos molemmat r, jotka eivät ole yhtä kuin yksi, hallitsee muuta painetta, on ulkoinen voima ja stressi on sisäinen voima
Kommentit
- Entä pyydetyt esimerkit?
- Muista: Lue kysymys. Vastaa kysymykseen. Se auttaa kirjoittamaan enemmän arvostettuja vastauksia. Voit myös poistaa vastauksesi, jos haluat.
Vastaa