用身邊的例子講材料力學(xué)

應力數值的主要特點(diǎn)就是它們可以不用改變力而發(fā)生變化。設計過(guò)程中可以說(shuō)明荷載路徑的某部分可能存在過(guò)大的應力。如果這種情況發(fā)生，那么便可以便捷地通過(guò)改變幾何形狀而使結構局部發(fā)生變化，以使得應力減小到所允許的最大應力以下。

這樣的觀(guān)點(diǎn)被廣泛地應用在日常生活中，人們有目的性地增大或減小應力。例如，人的體重是不變的，但人腳下的應力會(huì )根據所穿鞋子與地面接觸的面積而發(fā)生改變。這種變化的作用有好有壞。

普通鞋提供了抵抗正常應力的表面積；高跟鞋由于提供非常小的面積來(lái)承受同樣的重量，鞋子下面會(huì )形成高應力，尤其是腳跟下面；對于非常細跟（細高跟）鞋，其應力可以高到足以對某些普通地板造成永久性損傷，對于必須保持低應力狀態(tài)的地方，例如在雪地上行走，必須增加腳下的面積。這也就是為什么雪地鞋阻止人陷入雪中的原因。

所謂“舒適”的鞋、床和椅等則意味著(zhù)將人體的應力定位在“舒適”的范圍內。擁有較大座位面積的高背軟椅比擁有較小座位面積的硬板凳更舒服。

通過(guò)幾何方法人為改變應力大小的思路也廣泛用于人類(lèi)使用的多種物件中。例如圖釘上的大頭蓋使拇指產(chǎn)生舒服的應力，而在針尖下面形成足夠高的應力從而使得物體表面被破壞，圖釘被按進(jìn)去。

一個(gè)尤其重要的思想就是，從平衡的角度來(lái)說(shuō)，施加在針蓋頂部的力必須等于針尖上的力，但應力在變化。通過(guò)改變（圖釘的）幾何形狀來(lái)改變應力。手柄、尖端、楔體和寬肩帶都是人們熟悉的有意增加或減少應力的工具。

讓我們回到工程結構上，任務(wù)就是提供一種沿著(zhù)到處都有“舒適”應力的荷載路徑承受規定荷載的結構。取決于使用的材料，舒適應力的大小將發(fā)生改變。例如，由于鋼的強度大于木料，鋼所允許的（舒適）應力比木料高。因此，時(shí)?？梢?jiàn)木結構比鋼結構在承載相同荷載時(shí)有更大的結構構件。

由于通過(guò)推測或測試整個(gè)結構來(lái)得到滿(mǎn)意的結構通常是不太現實(shí)的，現代的處理方法是計算每條荷載路徑上的應力大小，并確保所有應力都在允許范圍之內。要使這種方法成為可行性的計劃而不是研究項目，就不得不做出許多簡(jiǎn)化假設。這些假設通常被稱(chēng)為工程師的理論，在應力計算中得以使用。其中一些假設考慮了結構制造時(shí)所用材料的性質(zhì)。

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