【剪應力】

豐碩

【剪應力】

 

shearstress

 

【辭書名稱】力學名詞辭典

 

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。

 

 

轉自:http://edic.nict.gov.tw/cgi-bin/tudic/gsweb.cgi?o=ddictionary