​应变和应力：力学中的基本概念，揭开物体的变形之谜

　　应变和应力这两个词，对于非专业人士来说，可能会有些陌生。不过，我们可以借助一些生活中的例子来解释这两个概念。

　　一、什么是应变?

　　应变是指物体受到外力作用后，其形状和大小发生相对变化的量。例如人站在一块砖头上，这块砖本身会因为受力变的矮一点点(肉眼很难看见)，变矮的一点点就是物体的变形，降低后的高度差和原先的高度比则是今天我们要讨论的应变。

　　二、应变的单位是什么?

　　由于应变是受到应力之后产生的相对变形率，是一种比值属于无量纲数，因此应变没有单位的。

　　我们的应变计测量范围就是±1500个微应变，正表示拉伸，负表示压缩。10^(-6)

　　三、应变是怎么计算的?

　　假设一个结构物的长度为L，那么发生变形后(压缩或者拉伸)长度变成了L'，那么长度的变化量公式为：ΔL=L'-L。应变作为一种比值，其计算公式为：ε(应变) = ΔL(长度变化量) / L(原长度)。

　　由于ΔL很小，通常是微米级的，所以算出来的应变值很小，小数点后面很多位，不便于显示与查看，故而引入科学记数法10^(-6)，就叫微应变με，微应变也是用来表示形变的变化程度1 με=(ΔL/L)*10^(-6)，即ε=10^6*με，也就是说微应变是应变的百万分之一。

　　四、什么是应力

　　应力是指物体受到外力作用后，在物体内部产生的抵抗变形的力。举个例子：一辆载满货物的货车行驶到桥面上，桥墩会受到车子重量带来的压力而产生压缩及压应变，为了保证桥梁的安全运行，桥墩内部会产生一个力去抵消外力从而克服形变，这个内部的力就是应力。

　　应力的定义：单位面积上所承受的力，实际是就是压强，单位是MPa。那么应变量跟承受的应力变化量有什么关系呢，把应力表示为σ，应变为 ε，他们之前存在这样的关系公式：

　　σ = ε·E

　　其中E是被测的E 是被测物的弹性模量，是描述材料弹性的物理量，弹性模量越大，抗变形的能力就越强，材料越不容易变形，同理，发生同样变形(应变值一样)的两种材料，弹性模量大，所承受的应力就越大。举例：同样大小的豆腐和砖块，想要使它们的高度都被压缩1mm，只需轻轻一压，而砖块则需要很大的力才能实现。

　　五、应变和应力重要性

　　在工程中，应变和应力是用来研究和描述材料在受力后的行为和性能的重要参数。通过测量材料的应变和应力，工程师可以了解材料的强度、刚度和疲劳特性，从而设计出更加可靠和安全的结构。

　　通过将应变计粘贴在结构物的表面或者嵌入到结构内部，还实时监测结构的应变和应力变化情况。如果发现结构的应变或应力超过了结构的极限值，就意味着结构可能存在危险，需要采取相应的措施进行加固或修复。