工程力学(Ⅱ)(第2版)
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1.4 变形与应变

载荷作用在变形体上将引起各质点相互位置的变化,在假设变形体受到约束而不产生刚性位移时,这种质点之间的相互位移将使物体产生变形,包括尺寸的改变和形状的改变。

如图1.3所示,变形体在载荷作用下发生变形,线段AB变形后的位置为A′B′。线段AB原始长度为Δx,变形后长度为Δxs,则定义

图1.3

为线段AB的平均正应变。当Δs逐渐缩小,趋近于零时,εm的极限为

ε称为正应变(或线应变),简称为应变。正应变的量纲为一,其物理意义是构件上一点沿某一方向相对变形量的大小。

构件变形时通常不光有线段长度的改变,两正交线段的夹角也往往发生变化。如图1.4所示,变形前两垂直的线段dx和dy,变形后的位置如图1.4中虚线所示,则定义其夹角的改变量γ为切应变(或角应变),即

在小变形的前提下,切应变就是直角的两棱边夹角的改变量。切应变的量纲为一。

图1.4

正应变ε和切应变γ是度量一点处变形程度的两个基本量。应力和应变都是“微观量”,与应力对应的“宏观量”是力,与应变对应的“宏观量”是变形。