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工程應變

鎖定
工程應變是相對於真應變而言,工程應變定義為試件標距範圍內的伸長量 除以標距的初始值,就是通常所稱的應變。真實應變可以由工程應變得出。因為工程應力應變曲線與真實應力應變曲線幾乎重合,所以工程應力應變已經可以滿足工程運用需要。
中文名
工程應變
外文名
engineering strain
定    義
伸長量除以標距的初始值

目錄

工程應變定義

工程應變是相對於真應變而言,工程應變定義為試件標距範圍內的伸長量
除以標距的初始值
,即
對於真應變,人們把整個拉伸過程劃分成無數多個時間段,對於任何一個微小的時間段,試件的瞬時長度為
,在該時間段內試件的伸長為
,此時真實應變增量為
試件從
伸長到
的真實應變可看成是無窮多個真應變增量的累積值,因此

工程應變關係

材料在塑性變形中的體積認為是不變的,即
所以,真應力
真應變
考慮到
所以有
這就是工程應變與真應變的關係。 [1] 

工程應變實用意義

圖1 圖1
塑件材料在拉伸試驗進人屈服階段以後,開始產生顯著的塑性變形,其數值遠比彈性變形大。此外,試件橫截面也漸漸變小。進人強化階段後,試件伸長和橫截面收縮就更加明顯。特別是在局部變形階段,試件頸縮部分的拉伸應變比其餘各處大,截面面積也與其餘各處明顯不同。因此,當試件變形超過彈性範圍以後,用通常的工程應力表示橫截面上的正應力,用工程應變來表示標距內的應變都是不真實的。
雖然真應變和真應力比工程應變和工程應力更準確,但是我們卻很少需要真實應變和真實應力。由於負荷值的變化隨時可以讀出,但瞬間截面積很難直接讀出,因此,工程應力應變曲線較容易得到。
由圖1所示應力應變曲線可以看出,工程應力應變曲線與真應力應變曲線在彈性階段基本重合,只有在屈服後真應力才顯著大於工程應力。在真實使用中,頸縮後材料就會發生嚴重變形,不能滿足預定用途,所以工程應力應變曲線的彈性階段已經能滿足工程需要。 [2] 
參考資料
  • 1.    金保森,盧智先.材料力學實驗:機械工業出版社,2003
  • 2.    Askeland,D.R..材料科學與工程:宇航出版社,1988