Qual é a diferença entre pressão e estresse?

Respostas:

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Pressão é uma força aplicada contra a superfície do material em questão. Ele é dividido por área porque descreve forças distribuídas (por exemplo, força de um gás ou líquido comprimido ou sólidos empilhados / empilhados).

O estresse é uma força distribuída através da espessura do material em questão. É dividido por área, porque a força é compartilhada (embora nem sempre uniformemente) pela seção transversal do material. Por exemplo, se você tem um bloco sólido de material suportando um peso, a força do peso, dividida pela largura e profundidade dessa caixa, fornece tensão.

Ethan48
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Sinto que essa é uma resposta excessivamente simplista que dá a impressão de que o estresse é apenas algo que acontece com os sólidos. De fato, existem tensões nos fluidos. A distinção é que a pressão é uma quantidade escalar; é isotrópico - o mesmo em todas as direções. O estresse, por outro lado, é uma quantidade de tensor, é direcional, mas segue certas regras de invariância do quadro.
31515 Tristan
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ESTÁ BEM. Isso é justo. Não estava claro para mim o quão formal era uma resposta. Eu estava apenas tentando comunicar o conceito amplo de uma maneira clara. Obviamente, a pessoa que fez a pergunta pode selecionar uma resposta diferente se resolver mais claramente a pergunta.
precisa saber é o seguinte
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Embora algumas dessas respostas estejam próximas, elas (no momento em que essa resposta foi escrita) estão incorretas até certo ponto.

Pressão e estresse estão intimamente relacionados - de fato, alguém poderia argumentar que a pressão é, em certo sentido, um subconjunto de estresse. Para ser específico, a pressão em um material é a parte isotrópica da tensão total em um material. A pressão é uma quantidade escalar - a mesma em todas as direções, enquanto a tensão é uma quantidade de tensor que captura todas as forças de deformação.

σij

p=13σii

Ou seja, a pressão é o oposto da média dos elementos diagonais do tensor de tensão.

Ao falar mais especificamente em termos de uma condição de contorno ou uma carga aplicada para um problema de análise estrutural, refere-se especificamente a uma tensão normal aplicada sobre uma determinada área.

Tristan
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Pressão e estresse são forças distribuídas em uma superfície, mas são essencialmente dois conceitos bastante diferentes. A principal diferença entre eles é que a pressão é externa e o estresse é interno .

Quando você tem um objeto, a pressão é a força da superfície perpendicular à 'pele' desse objeto.

Para definir o estresse , é útil imaginar um objeto sólido com um conjunto de forças externas (ações e reações) trabalhando em sua superfície. Por causa dessas forças, o objeto é deformado, até estar em estado de equilíbrio. Quando você faz um corte nesse objeto e remove uma parte dele, são necessárias forças na superfície exposta pelo corte para manter o objeto no mesmo estado deformado e em equilíbrio. Essas forças superficiais internas são chamadas de tensões.

Embora a pressão seja definida como perpendicular à superfície do objeto, essa restrição não se aplica a tensões. As tensões podem ser aplicadas em qualquer direção na superfície interna. Essa é outra diferença entre pressão e estresse. As tensões perpendiculares à superfície interna são chamadas de 'tensões normais' (compressão ou tensão). As tensões paralelas à superfície interna são chamadas de 'tensões de cisalhamento'.

Tim H
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Pode-se dizer que eles estão intimamente relacionados, mas enquanto a pressão é mais genérica, onidirecional (como no gás), a tensão é definida em um sólido e é um tensor - com fatores responsáveis ​​pela força de deslocamento em 3 dimensões mais força de torção em 3 eixos.

Com a pressão, você pega um pistão imaginário no cilindro com vácuo, com um dinamômetro acoplado ao pistão, e mede a força que o meio exerce sobre essa parede, dividindo-o pela superfície do pistão. Não importa como você o gire, o valor é o mesmo.

Agora, pegue um monte de extensômetros :

insira a descrição da imagem aqui

e cubra-os com concreto, formando uma viga de concreto. A princípio, todos mostrarão a mesma pressão do concreto líquido. Mas à medida que o concreto se solidifica, as leituras mudam. Alguns mostrarão valores negativos à medida que o feixe se dobra e tende ao longo do lado externo. Outros mostrarão a pressão lateral da viga, exercendo seu próprio peso perpendicular ao seu comprimento. Se você comprimir a viga, obterá valores bastante extremos longitudinalmente, mas pequenos negativos para fora do eixo à medida que o material comprimido se expande para os lados. Se você tentar dobrar a viga, receberá alguns pequenos negativos no lado externo da dobra, alguns pequenos positivos no lado interno e, então, a viga se romperá; é muito mais fraco contra forças negativas (separando-as) e estas são exercidas no lado externo da curva.

Portanto, ao usar o valor de 'tensão', a menos que você forneça o tensor completo, é sempre essencial escrever em que direção a tensão que você está descrevendo - apenas diminuí-lo como pressão não ajuda muito.

SF.
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Uma correção - é incorreto dizer que o estresse ocorre em um sólido, enquanto a pressão ocorre em um gás. Ambos acontecem em ambos - a pressão está relacionada ao primeiro invariante do tensor total de tensão. De fato, o estresse acontece nos fluidos - veja o fluxo Couette para um exemplo trivialmente fácil.
31815 Tristan
@Tristan: Sim, no movimento de líquidos e gases, onde forças de viscosidade substituem as ligações estruturais. Se eles atingem o equilíbrio, rapidamente se estabiliza. OTOH, pode permanecer em sólidos - mesmo sem forças externas; tensões latentes são um importante problema de engenharia. Veja a queda do príncipe Rupert, onde um dano mínimo na estrutura da queda faz com que tudo exploda, estresse latente acumulado que leva à destruição violenta da queda.
SF.
(bem, pelo menos em líquidos perfeitos; os efeitos da tensão superficial, como o menisco ou a ação capilar, são muito efeitos relacionados ao estresse. Mas se você ingerir uma grande quantidade de líquido imóvel, os fatores direcionais se tornam desprezíveis.)
SF.
Considerando que a maioria dos problemas de engenharia envolvendo fluidos os envolve, bem, fluindo, acho que a distinção é bastante discutida. O estresse é um conceito de mecânica contínua; não se importa com o que compõe o continuum - é para isso que servem as equações constitutivas.
Tristan
@Tristan: Deixe-me discordar parcialmente. A maioria dos problemas de engenharia envolvendo líquidos negligencia os fatores de tensão da dinâmica dos líquidos. Certamente, existem domínios (como engenharia marítima) em que são críticos, mas em máquinas, química industrial, engenharia civil e na maioria dos ramos que lidam com grandes quantidades de líquidos que se deslocam em ritmo moderado ou em alta pressão, geralmente é a pressão que realmente importa , e o restante é frequentemente tratado como "vamos aplicar pressão excedente suficiente para nunca se preocupar com isso".
SF.
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Pressão é a força aplicada por unidade de área. Surge devido a forças externas na superfície de um objeto.

Quando forças externas são aplicadas, a fim de evitar deformação, são geradas forças internas denominadas Estresses. Tanto a pressão quanto o estresse têm a mesma unidade.

Shashvat Mehta
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