Единицы измерения

[Андрей Владимирович]

Коллеги, помогите пожалуйста в таком вопросе. Как-то раньше не обращал на это внимание, а сейчас задумался (и зачем только  ), а ответ не могу найти. Если оперировать старыми единицами измерения, то напряжение идёт в кгс/см² - вес (масса) и площадь-плоскость. Но ведь у нас пространство трёхмерное (объёмное), да и в любом материале (какой-бы он ни  был плоский) напряжённое состояние объёмное. Почему же тогда принято напряжение измерять используя параметр двухмерного пространства? Почему (повторюсь) напряжение в кгс/см² , а не в кгс/см³ ? Мне могут возразить, что пользуйся мол - МПа и вопросов таких не будет. Ну а всё-таки?

[POMAH]

Мне могут возразить, что пользуйся мол - МПа и вопросов таких не будет. Ну а всё-таки?

Вспомните из школы или ВУЗа, что такое МПа, и будет все понятно - напряжение есть отношение усилия и площади поверхности,
т.е. Па=Н/м^2, а Н=кгс... 

[longdog]

думаю ответ будет - что в расчетной схеме используется метод плоских сечений. а если нужно состояние в точке то тут уже работают с тензорами.

[Андрей Владимирович]

Вспомните из школы или ВУЗа, что такое МПа, и будет все понятно - напряжение есть отношение усилия и площади поверхности,
т.е. Па=Н/м^2, а Н=кгс... 

Ну это и так известно. Вы просто повторили часть моего вопроса.
Может всё дело в сильном упрощении расчётных схем. Ведь если взять напряжение сжатия - кг (или Н) давит на площадь. И всё А толщина этой площадки не имеет никакого значения То есть или один слой атомов (по толщине) или 100000 - не имеет значения Получается, что при этом никак не учитывается взаимодействие атомов между собой в пространственной решётке Возьмём часть вещества толщиной в 1 атом. На мой взгляд этот слой выдержит такую нагрузку, пока не разорвутся межатомные связи расположенные перпендикулярно нагрузке, ведь других просто нет. А если взять часть вещества толщиной в 1000 атомов. Тогда уже будет действовать и диагональные связи атомов. Значит и усилие потребуется больше, чтобы разорвать кроме перпендикулярных связей ещё и диагональные связи. И чем больше этих связей, тем большее усилие нужно, чтобы разорвать эти связи. И опять выходим на объём, а не на плоскость.

[POMAH]

А толщина этой площадки не имеет никакого значения То есть или один слой атомов (по толщине) или 100000 - не имеет значения

Причем здесь это? Вам надо разобраться что такое давление (напряжение), на его величину не имеет значение толщина...
Толщина стенки того же сосуда имеет значение на его реакцию, т.е. разорвет его или нет при заданном давлении...

[Андрей Владимирович]

В сосуде и правда давление идёт на площадь. Но напряжение растяжения при этом направлены вдоль стенки перпендикулярно действию давления, а стенка-трёхмерная, там пространственная атомная решётка, а значит и напряжение растяжения действуют в объёме, а не в плоскости. Так сказать объёмные напряжения растяжения. Кстати на поверхности стенки со стороны приложения давления - напряжения сжатия - перпендикулярные напряжениям растяжения.
Может всё дело в том, что стенка разрушается и после разрушения образуется поверхность, которая имеет свою площадь. И напряжения определяют в (например) в кгс/см², то есть определяют какую силу нужно приложить для того, чтобы образовалась новая поверхность определённой площади. Если только так, а если логика другая - то мне пока она не понятна. Но вышеприведённая логика с образованием новой поверхности определённой площади действует (на мой взгляд) при напряжении разрушения - σ_в . А если взять -  σ_т , там никакой новой поверхности не образуется, а текучесть идёт по объёму. Причём здесь тогда плоскость?

[POMAH]

Причём здесь тогда плоскость?

Не только плоскость, может любая поверхность быть...

Не туда вас потянуло - все что касается объема, имеет значение для самого материала и его реакцию, а давление - это внешняя нагрузка, не зависит от объема тела!!!

[Дим]

Помню, лет 12 назад мы испытывали стальной трос на разрыв. по расчету он должен был держать что то около 35 тонн. Стали проводить испытания, а его рвало на 10-15 т. причину быстро нашли, обработали(сняли заусенцы с коуша).
Проверили снова, трос не порвался даже при нагрузке в 47тонн. Дальше тянуть не стали.
35т. - расчетная нагрузка, 47т эксперимент - что это ошибка расчетах или эти диагональные связи?

[Андрей Владимирович]

...
Не туда вас потянуло - все что касается объема, имеет значение для самого материала и его реакцию, а давление - это внешняя нагрузка, не зависит от объема тела!!!

Вот я и спрашиваю, действующие напряжения в материале измеряются в кгс/см² (либо в другом, но всё-равно связанном с площадью). Но эти напряжения действуют в объёме, почему же в единицах измерения присутствует плоскостной параметр?

[YNA]

Вы совершенно правы, задавая такой вопрос и интуитивно чувствуя что истина где-то рядом.
Дело в том что понятие давления в виде силы делённой на площадь не имеет никакого физического смысла - это искусственное понятие, введённое с целью численного анализа физического процесса - кинетической энергии соударения элементарных частиц в частности атомов. Этот процесс описывается такими понятиями как масса расстояние и время, никакого понятия площади здесь нет. По поводу силы - сил в природе всего 4 (по крайней мере известных): гравитационная, электромагнитная, ядерная и слабая и в понятие давления они опять же не входят. Дело однако в том что субъективное понятие давления есть величина статистически-эмпирическая, в определённом диапазоне значений достаточно точно описывающая реальный физический процесс.

[Андрей Владимирович]

Спасибо YNA
Вот где-то такой ответ я и искал. Примерное направление для поиска определено. Будем искать ответ. Однако теплится надежда, что в источниках ответ не будет написан языком понятным только д.т.н.-нам.

[Dmitriy]

Коллеги, помогите пожалуйста в таком вопросе. Как-то раньше не обращал на это внимание, а сейчас задумался (и зачем только  ), а ответ не могу найти. Если оперировать старыми единицами измерения, то напряжение идёт в кгс/см² - вес (масса) и площадь-плоскость. Но ведь у нас пространство трёхмерное (объёмное), да и в любом материале (какой-бы он ни  был плоский) напряжённое состояние объёмное. Почему же тогда принято напряжение измерять используя параметр двухмерного пространства? Почему (повторюсь) напряжение в кгс/см² , а не в кгс/см³ ? Мне могут возразить, что пользуйся мол - МПа и вопросов таких не будет. Ну а всё-таки?

Все правильно. Напряжение - это фактически сопротивление материала в одном направлении. Однако если надо учесть в нескольких направлениях, то необходимо воспользоваться теориями прочности (одной из). Есть в любом учебнике сопромата. Почитайте также теорию напряженного состояния. При расчетах просто требуется напряжения не во всех направлениях, а в наиболее опасных. Отсюда и методики расчета.