Se tes en conta o espazo-tempo, o mundo que te rodea é tridimensional, ou quizais ata catro dimensións. Aínda así, as aproximacións 2D úsanse a miúdo na análise de enxeñaría para aforrar en modelado e cálculos.

A noción de tensión e deformación plana é algo que se escoita todo o tempo na Análise de Elementos Finitos e na mecánica de sólidos en xeral, pero que quere dicir?

A principal diferenza entre a tensión plana e unha deformación plana é que, tal como se modela matemáticamente, a tensión plana non pode existir na realidade, mentres que a deformación plana pode existir na realidade.

Os problemas de tensión plana ignoran a variación da tensión a través do espesor. Esencialmente, a tensión plana é unha aproximación matemática, mentres que unha deformación plana é unha condición real dos compoñentes.

Ademais, o método da tensión plana úsase para obxectos moi delgados. Neste caso, a tensión en direccións fóra do plano suponse que é cero. A tensión só existe dentro do plano.

En cambio, o método de deformación plana úsase para obxectos grosos. Asume que toda a deformación en direccións fóra do plano é igual a cero e só existe dentro do plano.

Imos discutir estes conceptos en detalle.

A análise da tensión plana é unha parte integrante da FEA.

Que se entende por tensión e tensión?

Os esforzos e as deformacións son dous termos usados ​​en Física para describir as forzas que fan que os obxectos se deformen. Aa tensión do material é a forza que actúa sobre a súa unidade de área. O esforzo que exerce un corpo sometido a tensión coñécese como deformación.

A deformación dun obxecto prodúcese cando se aplica a forza deformante. No interior do obxecto xerarase unha forza oposta para devolvelo á súa forma e tamaño orixinais. A magnitude e a dirección da forza de restauración serán iguais ás da forza de deformación aplicada. A tensión é a medida desta forza restauradora por unidade de área.

O termo deformación refírese á deformidade dun corpo causada pola tensión . Cando un corpo equilibrado está sometido a tensión, prodúcese tensión. Un obxecto pódese reducir ou alongar debido á tensión aplicada. Como cambio fraccionario, a deformación pódese definir como un aumento de volume, lonxitude ou xeometría. Como resultado, non ten dimensión.

Podes analizar a tensión plana para varias estruturas bidimensionais.

Que é unha tensión plana?

O esforzo plano defínese como un estado de tensión no que non se aplica ningún esforzo normal, 0, e non se aplican esforzos cortantes, Oyz e Orz, perpendicularmente ao plano x-y.

O esforzo plano ocorre cando todos os compoñentes de tensión distintos de cero están nun único plano (é dicir, un estado de tensión biaxial). As pezas plásticas con paredes delgadas adoitan sufrir este estado de tensión, onde σ3 <<< σ1, σ2. Só unha pequena fracción dos esforzos que actúan paralelamente á superficie se desenvolven no espesordirección.

Que é unha deformación plana?

A deformación plana é a deformación física dun corpo que se produce cando o material se despraza nunha dirección paralela a un plano. Os metais son propensos á corrosión por tensión cando se produce unha deformación plana.

O termo "deformación plana" refírese ao feito de que a deformación só pode ocorrer no plano, o que significa que non hai deformación fóra do plano. ocorrerá. Neste caso, a condición de límite impide o movemento na dirección fóra do plano. A tensión fóra do plano non está presente porque o movemento está restrinxido. Pola contra, debido á fixación do movemento, xerarase estrés.

Diferenzas entre a tensión plana e a deformación

A tensión e a deformación plana están interrelacionadas xa que a tensión é igual á deformación producida. Aínda así, teñen bastantes diferenzas.

Cando se aplica tensión plana, pode producirse tensión no espesor do elemento. Así, o elemento será máis fino cando se estira, e será máis groso cando se comprime.

Por outra banda, durante a deformación plana, non se poden producir deformacións fóra do plano (espesor) porque as deformacións están totalmente fixados. Deste xeito, o estrés acumulase na dirección fóra do plano mentres a placa adquire tensión no plano.

Ademais disto, ambas as análises teñen un uso bastante diferente.

A tensión do plano é xeralmente apropiada para analizar elementos cunha profundidade relativamente limitada fóra dos planos, como as caixasou cilindros pesados. Normalmente só é posible realizar esta análise usando un software FE estrutural ou xenérico, non un software de análise xeotécnica.

En cambio, a deformación plana pódese usar para analizar seccións transversais de elementos cunha profundidade case infinita. dun plano ou estruturas lineais, xeralmente aquelas con seccións transversais constantes, con lonxitudes que poden considerarse case infinitas en comparación co seu tamaño de sección transversal e que presentan cambios de lonxitude insignificantes baixo carga.

Aquí tes unha táboa de comparacións. entre tensión plana e tensión para ti:

Esforzo plano VS deformación.

Aquí tes un pequeno videoclip que explica os conceptos de tensión plana e deformación plana.

Esforzo plano e deformación plana.tensión.

Onde ocorre o estrés plano?

As condicións de tensión plana ocorren principalmente en dúas dimensións. Se consideras que unha placa é un elemento sobre o que se aplica tensión, o máis probable é que actúe na súa superficie.

A tensión plana é bidimensional ou tridimensional?

A tensión plana é sempre unha condición bidimensional xa que xa asume o valor da tensión nunha dirección como cero.

Que é a tensión máxima?

Hai dous valores de tensión plana que son:

• O esforzo máximo no plano é igual a 6,3 ksi
• O máximo a tensión do plano é de aproximadamente 10,2 ksi

Segundo estes valores, a tensión plana fóra do plano é maior que a tensión no plano.

Podes usar FEA para analizar a tensión e a tensión para diferentes obxectos.

Para que se utilizan as transformacións de estrés?

Unha transformación de tensión úsase habitualmente para determinar a tensión nun elemento orientado de forma diferente.

Cando un obxecto se coloca nalgún lugar, experimenta tensión de varios factores externos debido á acción de múltiples forzas. O valor desta tensión varía ao longo do obxecto e nas diferentes áreas de concentración de estrés. Non obstante, esta tensión depende do marco de referencia dese obxecto.

Utilizando técnicas de análise de transformación de tensións, pode medir facilmente a tensión exercida sobre o corpo dado.

Recoñecemento final.

• O estrés e a tensión son ambos fenómenos que estudas e escoitas se estás relacionado co campo da mecánica de sólidos. Cada obxecto, xa sexa bidimensional ou tridimensional, experimenta estas dúas forzas. Ambos están interrelacionados.
• O concepto de tensión plana é só unha aproximación baseada en matemáticas, mentres que a deformación plana sae fisicamente en función dos seus compoñentes.
• Podes usar a análise da tensión plana para un obxecto delgado cunha profundidade limitada, a diferenza da deformación plana, que analiza obxectos de profundidade infinita.
• A tensión no plano, a tensión ao longo dun compoñente é sempre cero. Por outra banda, a deformación plana asume que a deformación nunha dirección é cero.
• O esforzo plano provoca deformacións fóra do plano, mentres que a deformación plana non permite ningunha deformación fóra do plano.

Artigos relacionados

2 Pi r & Pi r Squared: Cal é a diferenza?

Cal é a diferenza entre os vectores e os tensores? (Explicado)

Cal é a diferenza entre ortogonais, normais e perpendiculares ao tratar con vectores? (Explicado)