機械性質
應變(strain)
拉橡皮筋時它會變長。應變衡量的是它相對於原本長度「拉伸了多少」。把一條 10 cm 的橡皮筋拉長 1 cm,和把一條 100 cm 的橡皮筋拉長 10 cm,就某種真實意義而言是同樣的拉伸量——各自都長了自身的十分之一。應變用長度變化除以原始長度,抓住了這個公平的比較。
工程應變是 epsilon = (L - L0) / L0 = delta-L / L0,其中 L0 是起始長度,L 是拉伸後的長度。它是一個純比值、沒有單位(長度除以長度),所以常以百分比或小數表示。舉例:一根原長 50 mm 的棒被拉到 50.05 mm,應變 = 0.05 / 50 = 0.001,也就是 0.1 percent。剛硬金屬的彈性應變非常小——通常遠低於 1 percent——而橡皮筋卻能應變好幾百 percent。
應變是應力的天然搭檔:把應力對應變畫出來,就得到應力應變曲線,這是材料力學行為最有用的單一指紋。有一個和應力對應的注意事項:工程應變除以原始長度,對小的彈性拉伸沒問題,但一旦材料大幅拉長,它會低估真正的變形量,所以處理大變形時改用真實應變。
一根 640 mm 長的吉他弦調緊後拉長了 6.4 mm。它的應變是 6.4 / 640 = 0.01,也就是 1 percent——對鋼來說這是很大的應變,這也是弦張力如此之大的原因。
應變是原始長度的一個分數,所以沒有單位——用小數或百分比表示即可。
應變是無因次的——是相對於起始長度的拉伸,而不是絕對距離。只說「它拉長了 2 mm」若不講明是相對於多長的起始長度就毫無意義。
又称
另见