应力如何进行分级?

作者&投稿:丁菁 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
应力的分类~

同截面垂直的称为正应力或法向应力,同截面相切的称为剪应力或切应力。应力会随着外力的增加而增长,对于某一种材料,应力的增长是有限度的,超过这一限度,材料就要破坏。对某种材料来说,应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。将测定的极限应力作适当降低,规定出材料能安全工作的应力最大值,这就是许用应力。材料要想安全使用,在使用时其内的应力应低于它的极限应力,否则材料就会在使用时发生破坏。有些材料在工作时,其所受的外力不随时间而变化,这时其内部的应力大小不变,称为静应力;还有一些材料,其所受的外力随时间呈周期性变化,这时内部的应力也随时间呈周期性变化,称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时,破坏就可能发生。另外材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大,这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料,应力集中将大大降低构件的强度,这在构件的设计时应特别注意。物体受力产生变形时,体内各点处变形程度一般并不相同。用以描述一点处变形的程度的力学量是该点的应变。为此可在该点处到一单元体,比较变形前后单元体大小和形状的变化。单位:Pa,Psi 一个圆柱体两端受压,那么沿着它轴线方向的应力就是压应力。压应力就是指使物体有压缩趋势的应力。 不仅仅物体受力引起压应力,任何产生压缩变形的情况都会有,包括物体膨胀后。 另外,如果一根梁弯曲,不管是受力还是梁受热不均而引起弯曲,等等,弯曲内侧自然就受压应力,外侧就受拉应力。其实,拉应力表示正值的正应力,压应力表示负值的正应力。  应力的单位为Pa。   1 Pa=1 N/m2   工程实际中应力数值较大,常用MPa或GPa作单位   1 MPa=10^6Pa  1 GPa=10^9Pa

0级(正常重建):有细小的骨膜新生骨形成,X线片无异常改变,无临床症状,但骨扫描可见细小的线性吸收增加;1级(轻度应力反应):亦表现为皮质骨的重建,患者可出现运动后局部疼痛,无压痛,X光片阴性,但骨扫描为阳性;2级(中度应力反应):皮质骨吸收稍强于骨膜反应,可出现疼痛和压痛,X光片骨外形完整,可见模糊的征象,骨扫描阳性;3级(严重应力反应): 骨膜反应及皮质骨吸收范围均扩大,疼痛持续存在,休息时也出现,X光片可见皮质骨增厚,骨扫描阳性;4级(应力性骨折): 骨活检可见有骨坏死、骨小梁微骨折及肉芽组织形成,由于疼痛,负重几乎不可能,X光片可见骨折及早期骨痂形成,骨扫描阳性。根据MRI(核磁共振)表现对应力性骨折提出的分级  0级:T1,T2 及STIR像均正常;1级:T2 及STIR像可见中度骨膜水肿;2级:T2 及STIR 像可见明显的骨膜及骨髓水肿;3级:T1像为骨髓水肿,T2及STIR像表现为骨膜与骨髓严重水肿;4级:T1像可见骨髓水肿,伴有低密度信号影(骨折线),T2及STIR像有严重的骨髓水肿。

将力学性质类似的结构材,归为一个等级的工作。从任何一种树种的原木锯出的成材,即使尺寸规格相同,但它们之间的强度差异有时会相差几倍。为了简化成材分级和经济有效地利用木材,将某一树种或两种以上的一组树种主要强度性质相近的成材,归入一个应力级。同一应力级的成材应该符合一种或多种划分标准,并具有工程设计所需要的一套容许应力以及一个等级名称。木材应力等级的划分法有直观分级法和机械应力分级法两种。

直观分级法

结构材表面足为肉眼所能判别的特征为依据的分级法。也是最古老的应力分级法。直观分级法是以木材密度、腐朽、心材和边材、斜纹、节子、裂缝和劈裂等的大小、程度或数量而定。这些特征对强度性质的影响称为强度比;对弹性模量的影响称为品质因素。直观分级木材的力学性质是以实际尺寸大小的结构材的主要强度值为基础,而不是无疵、纹理通直的木材的强度值。直观分级所依据的木材主要强度值是从无疵木材的强度值,并折减直观等级规定结构材容许缺陷的影响推导出来的。

机械应力分级法

用应力分级机对结构材进行非破损性检验,从而可以直接划分木材应力等级的分级方法。此项方法所依据的是木材的弹性模量与抗弯强度、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度的相关关系,所以木材的弹性模量是机械应力分级法划分应力等级的基础。利用非破损性的检验设备,可以高速度地测出划分木材一系列应力等级所需的表观弹性模量,或与劲度相应的挠度。木材属非匀质材料,表观弹性模量取决于跨度、方位(材边或材面)、试验方式(静力或动力)、加荷方式(拉伸、弯曲、集中加荷、匀布加荷等)。任何一种表观模量均可使用,只要将分级机适当地校正,就可以得到相应的强度性质。目前已有连续应力分级机问世,并已应用于生产,检测速率最高可达365米/分。




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