shear stress - 剪應力 - 國家教育研究院雙語詞彙
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剪應力 · shear stress · 名詞解釋: 若接頭受一對拉力P的作用,其挿的受力情形與mnpq的自由體圖如下所述:在mn與pq兩斷面上,存在與斷面平行的內力V,稱為剪力,單位面積上的 ...
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剪應力
shearstress
蔡益超
林祐輔
姜太倫
2002年12月
力學名詞辭典
名詞解釋: 若接頭受一對拉力P的作用,其挿的受力情形與mnpq的自由體圖如下所述:在mn與pq兩斷面上,存在與斷面平行的內力V,稱為剪力,單位面積上的剪力稱為剪應力。
如mn與pq斷面上的剪應力是均勻分佈的話,則剪應力τ=V/A,其中A為斷面積。
將上述觀念推廣,則一受力物體在某一點的應力狀態如圖所示,各平面上與該平面平行的應力均稱為剪應力,譬如τyz係作用在與y軸垂直的平面上,但指向z軸。
其他如τyx,τxy,τxz,τzx,τzy等均為剪應力。
流體運動時,因流向橫斷面(crosssection)上有流速的差異,而發生的剪力效應,以單位面積所受的剪力表現之,稱為剪應力。
剪應力之發生,有因流體分子黏性而存在者,稱為黏性剪應力,表為τℓ=μℓdu/dy;有因亂流之擾動,產生橫斷面上有流向的動量的傳輸而表現出來的剪力效應者,稱為亂流雷諾茲應力(turbulentReynoldsshearstress),如及等均是。
迄今,不論是黏性剪應力或亂流剪應力,學理上咸認為與流向橫斷面上之流速梯度有關。
其比值稱為分子黏性係數及亂流渦亂黏度(eddyviscosity)。
不過亂流剪應力的詳細機制及組成方程式,則尚未有定論。
應力之定義為物體單位面積上所受之力。
因為力及受力面積皆存方向性(向量),根據其定義,應力為一二階張量(secondordertensor),在三維空間內有九個分量,其中三個稱之為正應力(normalstress),用以表示施力在單位受力面積上之投影量,在液體中之壓力即為正應力;其餘六個分量稱之為剪應力,表示包含於受力面積上施力分量之大小。
所謂的流體,即定義為在剪應力之作用下,產生連續性地變形之物質,而不論剪應力之大小。
剪應力與伴隨之流體變形速率間之關係,為研究黏性流體力學之基石。
流體變形速率亦稱剪率(shearrate)。
附圖為一二維直角座標系中應力符號之說明。
圖中σxx,σyy分別為法線為平面及平面上之正應力,τyx為作用於法線為Y向之平面而方向為x軸正向之剪應力。
在二維空間時,應力張量有4個分量,亦即σxx,σyyτxy及τyx。
剪應力
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