В чем разница между стрессом и давлением?

Давление определяется как сила на единицу площади, приложенная к объекту в направлении, перпендикулярном поверхности. И, естественно, давление может вызвать напряжение внутри объекта. Тогда как напряжение является свойством тела под нагрузкой и связано с внутренними силами. Он определяется как реакция, производимая молекулами тела при некотором воздействии, которое может вызвать некоторую деформацию. Интенсивность этих дополнительных сил, создаваемых на единицу площади, известна как стресс (красивая картинка из Википедии):

РЕДАКТИРОВАТЬ В КОММЕНТАРИЯХ

Давление вскрышных пород или литостатическое давление — это случай, когда сила тяжести собственной массы объекта создает давление и приводит к напряжению в грунте или столбе породы. Это напряжение увеличивается по мере увеличения массы (или глубины). Этот тип напряжения является однородным, потому что сила тяжести однородна.

http://commons.wvc.edu/rdawes/G101OCL/Basics/earthquakes.html

В литостатическое давление входит вес атмосферы и, если он находится под океаном или озером, вес столба воды над этой точкой земли. Однако по сравнению с давлением, вызванным весом горных пород наверху, величина давления из-за веса воды и воздуха над скалой незначительна, за исключением поверхности земли. Единственный способ изменить литостатическое давление на горную породу — это изменить глубину горной породы в земле.

Поскольку это равномерная сила, приложенная ко всему веществу, в основном из-за самого вещества, термины «давление» и «напряжение» в некоторой степени взаимозаменяемы, поскольку давление можно рассматривать как внешнюю и внутреннюю силу.

Для случая, когда они не равны, просто посмотрите на изображение линейки. Если давление оказывается на дальнем конце (вверху изображения), это создает неравномерное напряжение внутри линейки, особенно там, где внутреннее напряжение велико в углах.

Учитывая тензор напряжений$\mathbf{\sigma}$, имеющее в общем случае 9 компонентов, давление (по крайней мере, в механике сплошной среды) определяется как$P = 1/3 tr(\mathbf{\sigma})$.

Таким образом, давление в точке непрерывной среды является средним значением трех нормальных напряжений в этой точке. Недиагональные условия проявляются как напряжение сдвига.

Трудно сказать «стресс», не уточняя ваш вопрос, потому что стресс не является скаляром. Давление всегда отличается от стресса, но они связаны между собой.

Разница между напряжением и давлением связана с разницей между изотропной и анизотропной силой. В Википедии есть раздел о разложении напряжения Коши. $\boldsymbol{\sigma}$на «гидростатическую» и «девиаторную» составляющие,

Связанная статья на самом деле дает довольно хорошее интуитивное объяснение$p\mathbf{I}$:

(Из статьи) Тензор среднего гидростатического напряжения$p\mathbf{I}$, который стремится изменить объем нагруженного тела.

Это следует из того, что поверхностная сила, действующая на плоскость с вектором нормали$\mathbf{n}$дан кем-то

Между тем, девиаторная составляющая означает, что действуют силы, которые не просто имеют тенденцию к расширению или сжатию, например силы сдвига.

Как насчет примера, когда давление и стресс не равны?

В твердом теле могут существовать чисто сдвиговые волны. В отличие от волн акустического давления, поперечные волны имеют постоянное давление; силы, распространяющие волну, возникают не из-за давления, а из-за деформации сдвига.

Давление перпендикулярно объекту, это только внешняя сила. Давление вызывает напряжение внутри объекта, поэтому напряжение является внутренней силой.

Давление - это внешняя сила, при воздействии на другое тело эффект легко заметен на внешней части тела, и сначала оно затронуло внешнюю часть тела. В случае стресса молекулярная деформация развивается внутри тела, и напряжение медленно генерируется во внутренней части любого объекта из-за нагрузки. И просто давление воздействовало на внешнюю область тела, а напряжение воздействовало на тело изнутри. Стресс наблюдается из-за приложенной нагрузки, тогда как давление - это своего рода нагрузка на тело.

Поровое давление флюида в подземном резервуаре обычно не связано с давлением вскрыши или литостатическим давлением. Есть исключения, известные как резервуары с избыточным давлением. Обычно поровое давление на глубине эквивалентно давлению, создаваемому столбом соленой воды. Вертикальное напряжение в породе обычно является функцией столба породы на поверхности. Два основных горизонтальных напряжения обычно неравны и ниже, чем вертикальное напряжение. Горные породы ведут себя пластично, и разница в горизонтальных напряжениях, между прочим, вызвана тектоникой плит.

Можно получить стресс от давления. Либо тянет на вас, либо толкает на вас. Давление предшествует стрессу и может рассматриваться как реакция на давление. Хотя они имеют одинаковую единицу измерения, существует временная асимметрия. Давление предшествует стрессу.

всякий раз, когда к объекту прикладывается внешняя сила, внутри объекта автоматически создается восстанавливающая сила, ограничивающая деформацию объекта. Отношение восстанавливающей силы, перпендикулярной поверхности, к площади известно как напряжение. Отношение внешней силы, перпендикулярной поверхности на площадь называется давлением.

например, если вы нажимаете на мяч, вы оказываете давление, а то, что мяч прикладывает к вам, является напряжением, и если оба r не равны, то одно преобладает над другим, давление является внешней силой, а напряжение является внутренней силой