Forskjellen mellom stress og belastning

Hovedforskjell - Stress vs Stamme

Når deformerende krefter virker på en gjenstand, kan de endre objektets form. De hovedforskjell mellom stress og belastning er det stress måler deformeringskraften per enhetens arealområde, mens belastning måler den relative lengdeforandringen forårsaket av en deformerende kraft.

Hva er stress

Når en kraft forsøker å deformere et objekt, sier vi at objektet er under stress. Stress er definert som deformerende kraft pr. enhetsareal av objektet. Siden vi kan løse enhver kraft på et objekt i retninger parallelt og vinkelrett på overflaten, definerer vi normalt stress å være lik kraften vinkelrett på overflaten per enhet område. På samme måte definerer vi shear stress som kraften parallelt med overflaten  per enhet område. Hvis kraften som virker på en overflate, er  og overflaten av overflaten er , så stresset  er gitt av:

Stress har samme dimensjoner som trykk, så enhetene som brukes til å måle stress er også Nm^-2 eller Pa (1 Pa = 1 N m^-2). Når krefter virker for å forlenge materialet, betegnes stresset som strekkspenning. Når styrkene prøver å komprimere et materiale, blir stresset referert til som trykkspenning.

Hva er stamme

Stam måler mengde relativ deformasjon forårsaket av en kraft som virker på en gjenstand. For enkelhet her, vil vi bare vurdere normal belastning, skapt av normal stress. Anta at objektets opprinnelige lengde er  og på grunn av stress endres lengden til . De endring i lengden er . Belastningen  er da gitt av,

Siden stammen er gitt med en brøkdel hvor telleren og nevnen begge har lengdenheter, har stammen seg selv ingen enheter. dvs. det er en "dimensjonsløs mengde". Det er vanlig å se belastning uttrykt som prosentandel.

Stress vs Strain Curve

Vi kan tegne en graf av hvordan belastningen i en kropp endres ettersom vi varierer stresset som virker på objektet (dette kan gjøres, for eksempel ved å legge til vekter). Disse grafene, kalt stress vs belastningskurver, avslører mye informasjon om arten av materialet som objektet er laget av. Figuren under viser den typiske spenningsbelastningskurven for et duktilt materiale ("duktilt" betyr at materialet kan strekkes ut godt):

Stress-belastningskurve for et duktilt materiale

Graden av den elastiske regionen av kurven kalles Young Modulus. Dette er et svært viktig tall for materialingeniører, da det gir hvor mye belastning som vil bli forårsaket av en gitt spenning i et materiale.

Forskjellen mellom stress og belastning

Hva det måler

Understreke gir kraften som virker per enhetens areal av et objekt.

Press gir den relative endringen i lengden på grunn av deformerende krefter.

enheter

Understreke måles i pascals (Pa).

Press har ingen enheter; det er bare et forhold.

Bilde Courtesy

"Typisk Stress vs Strain diagram for et duktilt materiale (for eksempel Steel)." Av Breakdown (eget arbeid) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons (Modified)