第二百一十八章 托馬斯·楊氏模量(材料力學(xué))
自打胡克定律成立以來,在工程學(xué)上開始變得越來越重要。
托馬斯開始對工程學(xué)上的材料受力問題開始深入思考了。
他發(fā)現(xiàn)很多東西在受力的情況下開始變形,開始想如桿、梁、軸等。對于桁架結(jié)構(gòu)的問題在結(jié)構(gòu)力學(xué)中討論,板殼結(jié)構(gòu)的問題在彈性力學(xué)中討論。
托馬斯認(rèn)為,關(guān)于看似堅(jiān)硬的各種東西,跟胡克定律中的彈簧的變化是一樣的。雖然很多堅(jiān)硬的東西受力之后,表面上看不出變化,但是如果用精密的實(shí)驗(yàn)方法,是可以看出其中的變化的。
所以,堅(jiān)硬物的受力變化也能使用胡克定律。只要在細(xì)節(jié)上,均勻發(fā)生這一切就行。
楊氏模量是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。
當(dāng)一條長度為L、截面積為S的金屬絲在力F作用下伸長ΔL時,F(xiàn)/S叫應(yīng)力,其物理意義是金屬絲單位截面積所受到的力;ΔL/L叫應(yīng)變,其物理意義是金屬絲單位長度所對應(yīng)的伸長量。
應(yīng)力與應(yīng)變的比叫彈性模量。
托馬斯考慮完伸長量之后,還考慮了其他各種各樣的受力情形,比如,切力、扭力、撓力等等很多復(fù)雜的情況。
最終形成了一個十分科學(xué)合理的材料力學(xué)。
在此,需要滿足三個假設(shè),才可以用作材料力學(xué)中。
1、連續(xù)性假設(shè)——組成固體的物質(zhì)內(nèi)毫無空隙地充滿了固體的體積:
2、均勻性假設(shè)——在固體內(nèi)任何部分力學(xué)性能完全一樣:
3、各向同性假設(shè)——材料沿各個不同方向力學(xué)性能均相同: