2024年6月9日发(作者：)

应力正负号规则

应力正负号规则是力学中的一项基本原则，用于描述不同类型物体上

的应力分布。通过对应力的正负号进行判断，我们能够更好地理解和

分析物体的力学性质。本文将从简单的概念入手，逐步深入探讨应力

正负号规则。

1. 应力的基本概念

在力学中，应力是指单位面积上作用的力。根据力的作用方向不同，

可分为正应力和剪应力两种。

- 正应力：垂直于物体表面的力称为正应力。正应力可用正数来表示，

表示物体受到拉伸的情况。

- 剪应力：平行于物体表面的力称为剪应力。剪应力可用正负号表示，

表示物体受到剪切的情况。正号表示剪应力的方向与某一参考方向一

致，负号表示方向相反。

2. 应力正负号规则的基本原理

在分析物体上的应力分布时，我们常常需要根据应力的正负号来确

定物体上各个点所受的力的方向。应力正负号规则是基于牛顿第三定

律得出的，即作用力与反作用力大小相等，方向相反。

- 如果某一点的应力正号，则该点上的力与某一参考方向一致。

- 如果某一点的应力负号，则该点上的力与某一参考方向相反。

3. 应力正负号规则在静力学中的应用

在静力学中，应力正负号规则可以用于解决各类问题。以下是一些

典型应用场景：

3.1 简支梁受力分析

在简支梁的受力分析过程中，根据应力正负号规则可以判断梁上各

个截面上的正应力和剪应力的方向。这对于确定梁在不同截面上的受

力情况至关重要。

3.2 杆件的轴向拉伸和压缩

根据应力正负号规则，当杆件处于拉伸状态时，应力为正，表示拉

伸方向与某一参考方向一致；当杆件处于压缩状态时，应力为负，表

示压缩方向与某一参考方向相反。

3.3 常见结构的稳定性分析

在分析各类结构的稳定性时，应力正负号规则可用于确定结构上各

点的受力情况，以评估结构是否处于稳定状态。

4. 应力正负号规则的深入理解

除了在静力学中的应用，应力正负号规则还可以帮助我们更深入理

解力学概念和原理。以下是一些思考点：

4.1 法向应力与切应力

根据应力正负号规则，我们可以了解到正应力与剪应力在物体受力

时的分布情况。通过深入研究这种分布方式，我们能够更好地理解法

向应力和切应力的概念，并揭示它们对物体性能的影响。

4.2 弹性形变与塑性变形

在弹性和塑性材料的变形分析中，应力正负号规则是理解材料变形

行为的关键。通过对应力正负号进行分析，我们可以推断材料的应力

—应变关系，从而判断是否出现塑性变形。

4.3 应力集中与疲劳破坏

应力集中和疲劳破坏是材料力学中的重要问题。根据应力正负号规

则，我们可以判断出在应力集中处的应力分布情况，并进一步研究其

对材料寿命和疲劳破坏的影响。

总结与回顾：

应力正负号规则是力学中的基本原则，可以通过判断应力的正负号来

确定物体上各点所受力的方向。它在静力学中具有广泛的应用，如简

支梁的受力分析和杆件的拉伸与压缩等。应力正负号规则的理解还有

助于深入探讨法向应力与切应力、弹性形变与塑性变形、应力集中与

疲劳破坏等领域。通过对应力正负号规则的应用与理解，我们可以更

全面、深刻和灵活地理解力学问题，并应用于实际工程中。

个人观点与理解：

对于我个人而言，应力正负号规则是一个非常重要且实用的规则。它

帮助我们了解物体受力分布的方式，从而更好地分析和解决力学问题。

在我的学习和工作中，我常常运用应力正负号规则进行受力分析，并

通过判断应力的正负号来确定力的方向。我认为，掌握了应力正负号

规则后，我们能够更加准确地理解和描述物体的受力情况，为工程设

计和结构分析提供更可靠的依据。

参考资料：

[1] 谢铁军. 工程力学[M]. 清华大学出版社, 2013.

[2] 高鸿洋. 前端开发中的图形学基础知识[J]. 技术与应用, 2019(6):

34-36.应力正负号规则在静力学中的应用是非常广泛的，它可以帮助

我们更加全面、深入地理解力学问题，并在实际工程中应用于受力分

析、结构设计等方面。

1. 简支梁的受力分析：在静力学中，简支梁是一个非常常见的结构，

应力正负号规则可以帮助我们确定梁上各个部分的受力情况。根据应

力正负号规则，我们可以判断梁上不同部分的受力是拉力还是压力，

从而确定结构的静力平衡状态。

2. 杆件的拉伸与压缩：应力正负号规则也可以应用于杆件的拉伸与压

缩问题中。通过判断应力的正负号，我们可以判断杆件的受力状态是

拉伸还是压缩，从而确定杆件的应力分布情况。这对于工程设计和结

构强度的计算是非常重要的。

3. 弹性形变与塑性变形：在材料力学中，弹性形变和塑性变形是常见

的材料变形方式。应力正负号规则可以帮助我们更好地理解这两种形

变方式。正应力表示物体的拉伸或压缩形变，而负应力表示物体的压

缩或拉伸形变。通过分析应力的正负号，我们可以判断材料的弹性性

质和塑性性质，从而预测材料的变形行为和极限强度。

4. 应力集中与疲劳破坏：应力集中是指应力在结构或零件中某一点或

一段的突然增大。应力集中往往是结构或零件疲劳破坏的主要原因之

一。应力正负号规则可以帮助我们分析和评估应力集中的程度，并预

测结构或零件的疲劳寿命。

应力正负号规则在静力学中具有重要的应用价值。它不仅可以帮助我

们全面、深刻地理解力学问题，还可以用于实际工程中的受力分析、

结构设计等方面。通过掌握和理解应力正负号规则，我们可以更加准

确地解决力学问题，并为工程设计提供可靠的依据。

参考资料：

[1] 谢铁军. 工程力学[M]. 清华大学出版社, 2013.

[2] 高鸿洋. 前端开发中的图形学基础知识[J]. 技术与应用, 2019(6):

34-36.