剪應力是什么意思詞義解釋來源:辭書
1:若接頭受一對拉力P的作用其挿的受力情形與mnpq的自由體圖如下所述:在mn與pq兩斷面上存在與斷面平行的內力V稱為剪力單位面積上的剪力稱為剪應力。如mn與pq斷面上的剪應力是均勻分布的話則剪應力τ=V/A其中A為斷面積。 將上述觀念推廣則一受力物體在某一點的應力狀態如圖所示各平面上與該平面平行的應力均稱為剪應力譬如τyz系作用在與y軸垂直的平面上但指向z軸。其他如τyxτxyτxzτzxτzy等均為剪應力。 流體運動時因流向橫斷面(cross section)上有流速的差異而發生的剪力效應以單位面積所受的剪力表現之稱為剪應力。剪應力之發生有因流體分子黏性而存在者稱為黏性剪應力表為τ?=μ?du/dy;有因亂流之擾動產生橫斷面上有流向的動量的傳輸而表現出來的剪力效應者稱為亂流雷諾茲應力(turbulent Reynolds shear stress)如 及等均是。迄今不論是黏性剪應力或亂流剪應力學理上咸認為與流向橫斷面上之流速梯度有關。其比值稱為分子黏性系數及亂流渦亂黏度(eddy viscosity)。不過亂流剪應力的詳細機制及組成方程則尚未有定論。 應力之定義為物體單位面積上所受之力。因為力及受力面積皆存方向性(向量)根據其定義應力為一二階張量(second order tensor)在三維空間內有九個分量其中三個稱之為正應力(normal stress)用以表示施力在單位受力面積上之投影量在液體中之壓力即為正應力;其余六個分量稱之為剪應力表示包含于受力面積上施力分量之大小。所謂的流體即定義為在剪應力之作用下產生連續性地變形之物質而不論剪應力之大小。剪應力與伴隨之流體變形速率間之關系為研究黏性流體力學之基石。流體變形速率亦稱剪率(shear rate)。附圖為一二維直角座標系中應力符號之說明。 圖中σxxσyy分別為法線為平面及平面上之正應力τyx為作用于法線為Y向之平面而方向為x軸正向之剪應力。在二維空間時應力張量有4個分量亦即σxxσyy τxy及τyx。
|