什么是静态负载?
静载荷是缓慢施加到组件或物体上的机械力。这可以与动态负载形成对比,动态负载是一种快速施加的力。静载荷测试可用于确定工程结构(例如桥梁)的最大允许载荷,也可用于发现材料的机械性能。
这种力通常应用于人们安全所依赖的工程结构,因为工程师需要知道结构在倒塌之前可以支撑的最大力。在不移动物体的情况下稳定施加的任何力都被认为是静态负载,并且了解结构可以承受多少负载对于设置结构的安全裕度很有用。将负载限制在结构最大值的一半将提供两倍的安全系数。
电梯是发生静态负载的一个例子。当十个人站在电梯里等待关门时,他们施加的载荷是静态的,因为人和电梯之间没有相对运动。在这种情况下,电梯内的应力有时间达到平衡。必须对电梯进行测试,以建立具有可接受安全边际的最大重量限制。
另一方面,当负载条件随时间变化时,会产生动态负载。当人们在电梯中四处走动时,他们会产生动态负载,电梯上某一点的应力可能会有很大差异。
材料本身可以进行测试以发现其基本特性。所有材料在屈服或永久变形之前可以承受的拉伸或压缩应力都有一个内在限制。应力是材料横截面中每单位面积的力的量度,当每单位面积的力变得太大时,就会产生微观断裂。如果力继续上升,材料可能会完全断裂。
拉伸试验可用于确定材料的拉伸强度。当沿同一轴施加外力时,物体会受到张力。如果垂直施加力,物体往往会变得稍高但更薄。这种变形是暂时的,一旦力量减弱就会消失。然而,当应力超过屈服点时,材料的尺寸将永久改变。
经受拉伸试验的样品通常可以承受高于其屈服应力的应力而不会断裂。然而,在某一时刻,由于屈服导致的微观裂缝会扩大,样品会分成两部分。完全断裂点处的应力称为材料的极限抗拉强度。
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