等效应变是指在多轴应力状态下,将各向异性材料的三个主应变(或主变形量)统一转化为相同的应变(或变形量),所得到的相等的应变(或变形量)。其定义也可视为在单轴应力状态下,具有相同体积、相同应变能的材料的纯剪应变比(shear strain ratio)。
1.什么是等效应变
在实际工程中,通常需要考虑不同方向上的应变对构件造成的影响。对于各向异性材料,由于其材料特性会随着所处应力状态的改变而改变,因此需要转化为等效应变来进行材料强度和材料变形能的计算。而等效应变则是指将存在于多轴应力状态下的主应变(或主变形量),按一定的比例转化成相等的一个值的过程。
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2.等效应变的计算公式
计算等效应变的公式有多种,其中常用的一种是von Mises等效应力 (von Mises criterion),其计算方法为:
εeq = √(3/2 * ((ε1-ε2)^2 + (ε2-ε3)^2 + (ε3-ε1)^2))
其中,εeq为等效应变,ε1、ε2、ε3分别为三个主应变。
3.等效应变与变形量的关系
在材料工程中,等效应变和变形量都是描述材料强度和材料变形性能的重要物理量。等效应变和变形量之间的关系取决于所述材料的应变本构模型及材料的各向异性性质。通常情况下,材料的线弹性、线塑性、韧性具有类似的等效应变和变形量关系。