应力、应变、位移、变形
一般情况下，造成结构变形或者破坏是由作用在结构上的荷载导致的。在固体力学当中，这些力称为荷载或者外力。为了保证产品的安全性，必须要对这些荷载进行评估。工程师必须确定每一个荷载的大小和方向，这非常重要。荷载可以分为静力荷载和动力荷载，根据是这些荷载是否随着时间变化。不随时间变化的荷载称为静力荷载，如自重。一般地，静力学分析可以使用固体力学理论。
随时间变化的荷载称为动力荷载，如冲击荷载，动力学分析需要使用动力学理论。
位移 VS 变形
结构受外力作用下，位置和形状会发生改变，这叫结构的力学行为。严格地讲，位移和变形是不同的
•结构空间位置的变化统称为位移
•位移不一定伴随着变形，典型的例子是刚体运动。
刚体运动指物体在空间的位置因平动和转动而发生改变，但是物体上任意两点之间的相对位置保持不变
•变形是指结构外部形状发生变化。发生变形后，物体上所有的点或者除某些点外的所有点都会发生移动，物体上任意两点之间的距离会发生改变。
应力
结构受到外力作用时，其形状和位置会发生改变。同时，在物体内部会产生内力以抵抗这种变形。如下图所示，当一个物体在任意位置被分成两部分时，每一部分都处于静力平衡状态，每一部分的外力与内力相平衡。就整体而言，每个方向的力和力矩的和必为零。
应力是指单位面积的内力，用下列等式表达
•内力具有大小和方向，应力也是矢量。
•作用在面上的任意方向的力，都可以分解为与面平行的切向力和与面垂直的法向力。
•法向应力 : 与应力作用面垂直。
•切向应力 : 与应力作用面平行。
应变
•分为法向应变和切向应变。
•前一个表示物体在某一方向上的拉伸或者压缩的程度，后一个表示物体承受剪应力时的角变形量。
•三维圆杆沿轴向拉伸时，它的截面面积随长度的增加而减少。
•这里，圆杆在轴向的伸长量与圆杆原长的比值为法向应变。
•应变是无量纲的量。
剪应变为形成直角的两边的角变形量，角度用弧度表示
力和变形之间的关系
在弹性区域内，当知道位移时，很容易计算变形和应变。再利用胡克定律，可
以计算得到应力。
结构安全评价方法
各分析工况类型
应力结果评判
延性破坏
延性材料在常温下会出现屈服现象，并伴随着大量的塑性变形。低碳钢拉伸试验中，低碳钢在出现破坏之前，出现很大的塑性变形，这种就叫做延性破坏。在延性破坏当中，除非荷载增加，否则破坏不会持续，这是因为破坏的持续需要大量的塑性应变能。延性破坏不会突然发生，可以说，它比脆性破坏要安全。延性破坏一个典型的例子是在金属材料拉伸试验中观察到的拉伸试验的杯锥破坏。
在拉伸试验中，延性破坏会经历下列几个过程，说明如下：
1.在达到最大拉伸荷载后，塑性变形集中在试样的局部区域，导致颈缩。
2.在局部颈缩区域，杂质周围形成小空隙。
3.小空隙不断生长，形成裂缝。
4.裂缝不断生长，直至试样表面。
5.与拉伸方向成45°角方向上，裂缝不断扩散，直至断裂。
脆性破坏
脆性破坏发生后，扩散速度很快，几乎没有明显的塑性变形，这会导致严重的后果。像玻璃或者陶瓷，他们都是脆性材料。很有必要对脆性材料的表面晶粒进行研究，大晶粒是它的特点之一。与小晶粒相比，大晶粒更容易导致脆性破坏。脆性破坏的特点是在破坏发生在特定的晶体平面上，这个平面称为断裂面。由于几乎没有塑性变形，断面非常的光泽。通过检查可以发现，形成的断面像"河流"一样。这种方式与断裂的最终发生相匹配，在分析断裂进展方面很有帮助 。
