Гидростатическое напряжение - Hydrostatic stress

В механика сплошной среды, гидростатическое напряжение, также известное как объемное напряжение,[1] представляет собой компонент напряжения, который содержит одноосные напряжения, но не напряжения сдвига.[2] Специализированный случай гидростатического напряжения, содержащий изотропный сжимающее напряжение, который меняется только в объеме, но не в форме.[1] Чистое гидростатическое напряжение может испытывать точка в жидкости, например вода. Часто используется как синоним "давление "и также известно как ограничивающее напряжение, особенно в области геомеханики.

Гидростатическое напряжение эквивалентно среднему значению одноосных напряжений по трем ортогональным осям и может быть вычислено из первого инварианта тензора напряжений:[2]

Диаграмма, показывающая сжимающие гидростатические напряжения

Его величина в жидкости, , может быть дано:

куда индекс, обозначающий каждый отдельный слой материала над интересующей точкой, это плотность каждого слоя, это гравитационное ускорение (здесь предполагается константа; это может быть заменено любым ускорение это важно для определения масса ), и высота (или толщина) каждого данного слоя материала. Например, величина гидростатического напряжения, ощущаемого в точке ниже десяти метров пресной воды, будет

где индекс указывает на «воду».

Поскольку гидростатическое напряжение изотропно, оно действует одинаково во всех направлениях. В тензор форме гидростатическое напряжение равно

куда это 3 на 3 единичная матрица.

Гидростатическое напряжение сжатия используется для определения объемный модуль для материалов.

Рекомендации

  1. ^ а б Мегсон, Т. Х. Г. (Томас Генри Гордон) (2005). Структурный анализ и анализ напряжений (2-е изд.). Амстердам: Эльзевьер Баттерворт-Хейнеман. стр.400. ISBN  0-08-045534-4. OCLC  76822373.
  2. ^ а б Собойджо, Уинстон (2003). «3.6 Гидростатическое и девиаторное напряжение». Механические свойства конструкционных материалов. Марсель Деккер. С. 88–89. ISBN  0-8247-8900-8. OCLC  300921090.