胡克定律!
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发布时间:2022-07-14 17:04
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时间:2023-10-01 09:01
胡克
定律是力学基本定律之一。适用
于一切
固体材料的弹性定律,它指出:在
弹性限度
内,物体的形变跟引起形变的外力成正比。这个定律是英国科学家胡克发现的,所以叫做
胡克定律
。
胡克定律的表达式为f=kx,其中k是常数,是物体的
倔强系数
。在
国际单位制
中,f的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(
弹性形变
),k的单位是牛/米。倔强系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)
单位长度
时的弹力
prison
break里面说的是力学的胡克定律,这个是
材料力学
里面的知识点,具体计算起来比较复杂。
首先了解一下
应力集中
的原理。
应力在固体局部区域内显著增高的现象。多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其
邻域
。应力集中会引起
脆性材料
断裂;使物体产生疲劳裂纹。
所以孔的存在就降低了墙的
整体结构
强度,更容易开裂。使其破坏所需的力相对要小。
在混凝土墙上打孔,会产生应力集中现象,应力和应变都将会发生变化。胡克定律给出应力和应变的关系,可以找到打孔的
最佳位置
。
钢筋混凝土
是一种非
弹性体
,如果物体是非均匀材料构成的,物体内各点受力后将有不同的弹性效应,因此一般的讲,
弹性系数
Cmn
是
空间坐标
x,y,z的函数。弹性系数随坐标变化。
根据应力集中原理物体内部应力越大,破坏该物体所需的外力就越小,计算出,一般*所具有的外力平均值F,作为破坏外力,那么就有个相对应的
临界应力
,如果内部应力超过这个
临界值
,就可以砸碎这堵墙。那么首先要建立关于临界应力的
力学模型
,得出其中的关系。
根据实际情况建立
空间直角坐标系
,其中x,y,z是该坐标系上的点,
应力σ根据定义是x,y,z的坐标函数,建立空间直角坐标系,得出一组
三向
方程。
应变ε根据定义也是x,y,z的坐标函数,得出一组
偏微分方程
。
胡克定律关于应力和应变的关系σ=E??ε,这个公式需要展开成一般形式
因为是非弹性体其中弹性系数Cmn
是空间坐标x,y,z的函数。
根据相对应的关系列出相应的一组关于x,y,z的方程。就是所谓的数学模型,接下来的问题,就是解决这个数学问题,根据实际情况,x,y,z
的解可能是几组值,对应到空间坐标系上的一系列点,这些点投影到zoy平面上,就是我们一般正面对的平面,就是
那堵墙
,就是这些点的投影组成了X形状。
偶只是提供一个思路。关于上述方程,基本上都是涉及高等数学的求解方法,所以人工计算还是很麻烦。但是,一般工程学都有相应的计算软件,实在没有自己写个相应的计算程序也可以解决。只要建立正确的力学模型,然后分析出正确的数学模型,输入相关参数,计算机就可以算得想要的结果。因为MS参与了监狱的维修,所以知道材料的弹力系数以及一些参数。
求出x,y,z坐标后,当然要记下来,最容易记住的就是图形,所以MS就画到了恶魔的脸上了,然后又投影到墙上。
应变是材料受力后发生的变形,一般来讲是和应力成正比。E是弹性模量