应变与泊松比

由原始长度与变形计算轴向应变,由泊松比计算横向应变,并给出变形后的截面积。

输入参数

计算公式

ε = ΔL/L₀;ε_t = −ν·ε;A' = A₀ + ΔA
σε_latε_longν = − ε_lat / ε_long
应变与泊松比 示意图

基础知识

泊松比描述材料单向受拉(压)时横向应变与纵向应变的比值,是弹性常数之一。

定义 $\nu=-\varepsilon_\text{lat}/\varepsilon_\text{long}$,其中 $\varepsilon_\text{long}$ 为轴向应变、$\varepsilon_\text{lat}$ 为横向应变。各向同性材料 $0<\nu<0.5$,橡胶近 0.5、 cork 近 0。

历史沿革

泊松比由 Simeon Poisson(1829)由分子理论预言,后由实验证实。

工程应用

用于各向同性材料在拉压时的横向变形、体积变化与应力—应变分析。

术语表

泊松比 $\nu$横向与纵向应变之比的绝对值。
纵向应变受力方向的轴向应变。
横向应变垂直于受力方向的应变(符号相反)。

使用方法

  1. 在「输入参数」区填写 原长 L₀、变形 ΔL、泊松比 ν、原截面积 A₀、截面积变化 ΔA(注意输入框标注的单位)。
  2. 点击「计算」按钮,工具依据上方公式进行运算。
  3. 在结果区查看 轴向应变 ε、横向应变 ε_t、新截面积 A'。
公式说明泊松比 ν = − ε_横向 / ε_纵向;纵向应变 ε = σ / E,横向随 ν 收缩。

公式解读 · 例题 · 知识点

公式解读

轴向应变 $\varepsilon=\Delta L/L_0$,横向应变 $\varepsilon_t=-\nu\varepsilon$,泊松比 $\nu$ 为横向/轴向应变之比(金属约 0.3)。

例题

L₀=100 mm, ΔL=0.1 mm, ν=0.3 → ε=0.001, ε_t=−0.0003。

知识点

  • ν 为材料常数,与弹性模量共同描述变形。
  • 受拉时纵向伸长、横向收缩。
  • 橡胶 ν≈0.5(近不可压缩),软木 ν≈0。

参数说明

输入参数 Inputs

参数 Parameter符号 Symbol单位 Unit默认 Default
原长 L₀ (mm)L0mm100
变形 ΔL (mm)dLmm0.1
泊松比 νnu0.3
原截面积 A₀ (mm²)A0mm²200
截面积变化 ΔA (mm²)dAmm²0

输出结果 Outputs

结果 Result符号 Symbol单位 Unit
轴向应变 εeps
横向应变 ε_tepst
新截面积 A'A1mm²

应用场景

  • 工程计算与单位换算的常用场景

常见问题

这个工具使用什么公式?
本工具依据 ISO / AGMA / ASME 等标准公式 进行计算:ε = ΔL/L₀;ε_t = −ν·ε;A' = A₀ + ΔA
计算结果有多精确?
结果与输入精度一致,基于国际单位制(SI)与通用工程近似;关键工况建议结合安全系数复核。
常用于哪些场景?
工程计算与单位换算的常用场景