借助excel将工程应力应变曲线转换为真实应力应变曲线

文摘   2025-01-02 08:01   重庆  

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  1. 工程应力 - 应变和真实应力 - 应变的概念
  • 工程应力()和工程应变(
  1. 在材料力学中,工程应力(Engineering Stress)是基于材料原始横截面积来衡量材料所受外力的强度;工程应变(Engineering Strain)则是描述材料在受力方向上相对原始长度的变形程度。
  2. 工程应力是指载荷除以原始横截面积,即,其中是施加的力,是材料的原始横截面积。
  3. 工程应变是指伸长量除以原始标距长度,即,其中是伸长量,是原始标距长度。
  • 真实应力()和真实应变(
  1. 真实应力(True Stress)考虑了材料在变形过程中横截面积的变化,它是材料在某一瞬时所承受的实际应力;真实应变(True Strain)是基于材料变形过程中的瞬时长度变化来计算的,更能准确地反映材料实际的变形历史。
  2. 真实应力是指载荷除以当前横截面积,即,其中是材料在变形过程中的当前横截面积。
  3. 真实应变基于材料的实际变形程度,通过积分得到,
  • 在Excel中进行转换的步骤
    • 数据布局
    1. 工程应变数据在A列,数据从A2单元格开始,A1是标题,engineering strain,工程应力数据在B列,数据从B2单元格开始,B1是标题,engineering stress。
    • 计算真实应变
    1. 在C列,C1可设为标题true strain计算真实应变。在C2单元格中输入公式“=LN(1 + A2)”,然后向下拖动填充柄,将公式应用到所有工程应变数据对应的行,这样就可以计算出每一个工程应变对应的真实应变。
    • 计算真实应力
    1. 对于均匀变形的情况,假设体积不变,根据体积不变定律,可得
    2. 真实应力
    3. 在D列的D1可设为标题true stress,计算真实应力。在D2单元格中输入公式“=B2*(1 + A2)”,然后向下拖动填充柄,将公式应用到所有工程应力和工程应变数据对应的行,就可以计算出每一个工程应力对应的真实应力。
    通过以上步骤,就可以在Excel中将工程应变应力数据转换为真实应变应力数据。不过需要注意的是,这些计算基于一定的假设,如体积不变假设等,在实际应用中如果材料的变形情况不符合这些假设。
    这个第三方编辑器真好用,解决了自带的编辑器是插入不了latex公式,字体难看的问题。

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