什么是表面应力 表面应力的介绍

表面应力的介绍

因为拉伸或者弯曲也会引起材料表面面积的变化，同时也消耗能量，材料产生此种单位面积变化所消耗的能量称为表面应力。

表面应力的发展

近十几年来，应力和应变对材料表面性质的影响正越来越受到重视，这方面的研究亦蓬勃地进行着，迄今已发表了不少包括理论、计算和实验方面的结果，但是离深刻理解表面弹性作用的机理仍相距甚远。
表面热力学中有一个很重要的概念——表面自由能，它对于特定的材料在一定的物理化学条件下是一个常数，定义为生成单位面积表面所需要的能量，这个定义原来被认为是相当精确的，然而如果考虑材料的弹性变形，譬如拉伸或者弯曲过程，问题就变得比较复杂了，因为拉伸或者弯曲也会引起材料表面面积的变化，同时也消耗能量，材料产生此种单位面积变化所消耗的能量称为表面应力，问题自然而然就产生了，表面应力是不是表面自由能呢？如果是，它是与材料变形无关的吗？如果不是，那么它和表面自由能之间有什么联系吗？这些问题困扰了不少研究表面弹性效应的学者。
04年Muller和Saul在他们关于表面物理的弹性效应的综述文章中，从经典的弹性理论出发，经过一系列严密的推导，得到了表面应力的精确表达，并且详细阐明了表面应力和表面自由能的区别以及联系。Muller等指出：表面应力不同于表面自由能，虽然它们的定义相同，都表示材料产生单位表面面积变化所需要的能量，然而区别在于发生这种物理过程的前提不同，前者为等表面原子数，而后者是等应变；前者表现为纯变形，后者表现为表面的创造。然而，表面或者界面热力学最先在流体系统中由Gibbs提出，在那时表面自由能和表面张力的概念是通用的，这对于流体是正确的，因为流体无法在等表面原子数的条件下进行拉伸；然而对于固体材料情况就不同了，由于传统习惯的影响，人们难免将两者的概念相互混淆。

ansys中表面应力和中面应力的区别

ANSYS应力云图中最大应力0.639E+09的意思是该位置处的应力值为0.639×10的9次方帕，换算成兆帕为639MPa。0.639E+09中的E+09为10的9次方的另一种标记方法，这是科学界公认的一种科学计数法的标记方法。ANSYS中一般采用ISO国际标准单位，默认应力和压强的单位为Pa。因此，ANSYS应力云图中最大应力0.639E+09的意思是该位置处的应力值为0.639×10的9次方帕，也就是639MPa。