Что такое shear стресс

Виды стресса: эустресс и дистресс — стадии и причины

Стресс хороший и плохой: разбираемся в видах и стадиях развития

На самом деле стресс помогает нашему организму, это природный механизм, запускающий процесс приспособления к любым внутренним и внешним изменениям.

Например: Вы порезали палец — вы испытываете стресс, который дает понять вашему организму, что пора бросать спасательный отряд на заживление раны. или вы прилетели в тропическую страну — стресс говорит телу, что и как нужно изменить, чтобы легче перенести жару и влажность.

Однако, стресс может перерасти в постоянное состояние и тогда он становится опасен для всего вашего здоровья и нормальной жизни.

Стресс может быть двух видов: положительный и отрицательный.

Эустресс и Дистресс

Эустресс

Первая форма — эустресс, может быть вызвана и положительными эмоциями (позитивный) и негативными событиями (мобилизующий).

В этом состоянии человек осознает свои проблемы, свое состояние. Организм мобилизуется и концентрируется на выполнение задач. Это происходит под действием адреналина и других сопутствующих гормонов.

У человека повышается активность. Он успешно справляется с поставленными задачами на работе и дома. Но ресурс организма человека исчерпаем. Длительный негатив приводит к деструктивной форме.

Дистресс

Истощает нервную систему и разрушает организм. Страдает умственная активность, наша работоспособность падает. Стресс выбирает мишенью иммунную систему и бьет по ней. Организм становится уязвим к различным заболеваниям.

Дистресс (от англ. Distress) — горе, страдание, сильное недомогание, истощение.

Дистресс делится на несколько подтипов

Физиологический тип возникает как ответ на неблагоприятные внутренние факторы, неудовлетворенные физиологические потребности. Ими могут быть боль, голод, жажда, воздержание. Негативные условия внешней среды тоже вносят свою лепту. Стрессом для нас становится холод, постоянный шум, загазованность воздуха.

Наши эмоции тоже могут стать причиной стресса. Эмоциональный тип один из самых распространённых видов стресса. Даже радостные события вызывают дистресс. Все дело в длительном эмоциональном перенапряжении. Оно приводит в конечном итоге к психологическому и моральному истощению.

Кратковременный тип возникает как ответ на внезапное сильное воздействие. Проявляется как испуг и другие реакции. Обычно проходит быстро и не несет последствий, но может быть глубоким и травмирующим.

Наиболее тяжелый и опасный вид это хронический тип. Негативные факторы на нас воздействуют постоянно. Человек их не замечает, они становятся «фоном». Однако в конечном итоге этот «фон» приводит не только к нервному истощению, но и заболеваниям, депрессиям, общему снижению качества жизни.

Стадии

Изучением стресса занимались многие ученые и специалисты в области психологии. Специалисты выделяют несколько стадий стресса. В классическом представлении выделяется три стадии.

3 стадии развития

В этой стадии организм мобилизует все силы для ответа и выхода из негативной ситуации. Длительность зависит от таких факторов, как особенность психики человека и сила раздражителя. Она может длиться от нескольких минут до недели. На этом этапе изменяется поведение человека: появляется суетливость, раздражительность.

На этой стадии человек эффективно справляется с перенапряжением. Человек способен анализировать и искать оптимальные пути выхода из ситуации.

Когда внутренние ресурсы человека исчерпаны и нет резерва для восстановления наступает третья стадия стресса. Человек при этом ощущает усталость, апатию. Он теряет интерес к жизни, сдается и не сопротивляется раздражителям. Внутренняя опустошенность может перерасти в соматические заболевания и психические проблемы.

По данным международной организации здоровья, в России каждый третий работник хотя бы раз в неделю испытывает сильный стресс, а 13% — практически ежедневно

Причины

Главная причина – это ситуации, которые его провоцируют, они называются стресс-факторами. С учетом того, что жизнь современного человека динамична и непредсказуема, причин великое множество. Постоянные неурядицы недопонимание близких, поджимающие стрессы на работе, поломка бытовой техники или автомобиля и просто ежедневные заботы. Всё это провоцирует раздражение и тревогу.

Иногда и отсутствие изменений, рутина и «день сурка» может стать главной причиной. У каждого человека свои индивидуальные особенности психики, что для одного досадная неприятность, для другого причины стресса.

Причины возникновения

• конфликты с близкими и друзьями;
• безработица и долги;
• переутомление, отсутствие отпуска;
• хронические заболевания и лишний вес
• недовольство собой и своим лишним видом

Стресс развивается на трех уровнях: биохимическом, психологическом и физиологическом.

Когда человек оказывается в стрессовой ситуации, у него повышается уровень глюкозы в крови, повышается артериальное давление, сердцебиение становится более частым, повышается отложение жировой ткани в подкожной клетчатке, задерживается натрий, а с ним и вода в тканях, а калий, нужный для работы сердца и нервов, выводится быстрее необходимого.

Влияние на организм и здоровье человека

В любом случае, влияние стресса на организм значительно и чем оно сильнее и длительнее, тем больше вызывает последствий. От легкой раздражительности и неуверенности в себе до снижения сил и мотивации действовать, серьезного недомогания и депрессии. Именно поэтому так важно понимать свое состояние и уметь распознавать симптомы стресса, и, соответственно, вовремя направить силы на его преодоление.

Источник

Напряжение сдвига — Shear stress

Напряжение сдвига , часто обозначаемое τ ( греч . Тау ), представляет собой компонент напряжения, копланарный поперечному сечению материала. Это возникает из — за силы сдвига , составляющую силы вектора параллельно к материала поперечного сечения . С другой стороны, нормальное напряжение возникает из-за компонента вектора силы, перпендикулярного поперечному сечению материала, на которое оно действует.

СОДЕРЖАНИЕ

Общее напряжение сдвига

Формула для расчета среднего напряжения сдвига — это сила на единицу площади:

τ знак равно F А , <\ displaystyle \ tau = ,>

τ = напряжение сдвига; F = приложенная сила; A = площадь поперечного сечения материала с площадью, параллельной вектору приложенной силы.

Другие формы

Чистый

Чистое напряжение сдвига связано с чистой деформацией сдвига , обозначенной γ , следующим уравнением:

τ знак равно γ грамм <\ Displaystyle \ тау = \ гамма G \,>

где G представляет собой модуль сдвига из изотропного материала, дается

грамм знак равно E 2 ( 1 + ν ) . <\ displaystyle G = <\ frac <2 (1+ \ nu)>>.>

Сдвиг балки

Сдвиг балки определяется как внутреннее напряжение сдвига балки, вызванное поперечной силой, приложенной к балке.

τ знак равно ж Q я б , <\ displaystyle \ tau = ,>

f = общая поперечная сила в рассматриваемом месте; Q = статический момент площади ; b = толщина (ширина) материала перпендикулярно сдвигу; I = момент инерции всей площади поперечного сечения.

Формула сдвига балки также известна как формула напряжения сдвига Журавского в честь Дмитрия Ивановича Журавского, который вывел ее в 1855 году.

Полумонококовые ножницы

Напряжения сдвига внутри полумонококовой конструкции можно рассчитать путем идеализации поперечного сечения конструкции в виде набора стрингеров (несущих только осевые нагрузки) и перемычек (несущих только сдвиговые потоки ). Разделение сдвигового потока на толщину данной части полумонококовой конструкции дает напряжение сдвига. Таким образом, максимальное напряжение сдвига возникает либо в стенке с максимальным сдвиговым потоком, либо с минимальной толщиной.

Конструкции в грунте также могут разрушиться из-за сдвига; например , вес плотины или дамбы, засыпанной землей, может вызвать обрушение недр, как небольшой оползень .

Ударный сдвиг

Максимальное напряжение сдвига, создаваемое в сплошном круглом стержне, подверженном удару, задается в виде уравнения:

τ знак равно 2 U грамм V , <\ displaystyle \ tau = <\ sqrt <2ug \ over v>>,>

U = изменение кинетической энергии; G = модуль сдвига ; V = объем стержня;

U = U _{вращается} + U _{применяется} ; U _{вращающийся} = 1 / 2 Iω 2 ; U _{применено} = Tθ _{смещено} ; I = момент инерции массы; ω = угловая скорость.

Напряжение сдвига в жидкостях

Любые реальные жидкости ( включая жидкости и газы ), движущиеся вдоль твердой границы, будут испытывать на этой границе напряжение сдвига. В условие прилипания диктует , что скорость жидкости на границе ( по отношению к границе) равен нулю; хотя на некоторой высоте от границы скорость потока должна равняться скорости жидкости. Область между этими двумя точками называется пограничным слоем . Для всех ньютоновских жидкостей в ламинарном потоке напряжение сдвига пропорционально скорости деформации в жидкости, где вязкость является константой пропорциональности. Для неньютоновских жидкостей , то вязкость не является постоянной. Напряжение сдвига передается на границу в результате этой потери скорости.

Для ньютоновской жидкости напряжение сдвига на элементе поверхности, параллельном плоской пластине, в точке y определяется выражением:

τ ( у ) знак равно μ ∂ ты ∂ у <\ Displaystyle \ тау (у) = \ му <\ гидроразрыва <\ partial u><\ partial y>>>

μ — динамическая вязкость потока; u — скорость потока вдоль границы; y — высота над границей.

В частности, напряжение сдвига стенки определяется как:

.>

Основной закон Ньютона для любой общей геометрии (включая упомянутую выше плоскую пластину) утверждает, что тензор сдвига (тензор второго порядка) пропорционален градиенту скорости потока (скорость является вектором, поэтому его градиент является второстепенным). тензор порядка):

τ ( ты → ) знак равно μ ∇ ты → <\ Displaystyle \ mathbf <\ тау>(<\ vec >) = \ му \ набла <\ vec >>

а константа пропорциональности называется динамической вязкостью . Для изотропного ньютоновского потока это скаляр, а для анизотропного ньютоновского потока он также может быть тензором второго порядка. Фундаментальный аспект заключается в том, что для ньютоновской жидкости динамическая вязкость не зависит от скорости потока (т. Е. Основной закон напряжения сдвига является линейным ), в то время как для неньютоновских течений это неверно, и следует учитывать изменение:

τ ( ты → ) знак равно μ ( ты → ) ∇ ты → <\ Displaystyle \ mathbf <\ тау>(<\ vec >) = \ му (<\ vec >) \ nabla <\ vec >>

Вышеупомянутая формула больше не является законом Ньютона, а является общим тензорным тождеством: всегда можно найти выражение вязкости как функции скорости потока при любом выражении напряжения сдвига как функции скорости потока. С другой стороны, учитывая напряжение сдвига как функцию скорости потока, оно представляет ньютоновский поток только в том случае, если его можно выразить как константу для градиента скорости потока. Константа, которую можно найти в этом случае, — это динамическая вязкость потока.

Пример

Рассматривая двумерное пространство в декартовых координатах (x, y) (компоненты скорости потока соответственно (u, v)), матрица касательных напряжений определяется выражением:

( τ Икс Икс τ Икс у τ у Икс τ у у ) знак равно ( Икс ∂ ты ∂ Икс 0 0 — т ∂ v ∂ у ) <\ displaystyle <\ begin \ tau _ & \ tau _ \\\ tau _ & \ tau _ \ end > = <\ begin x <\ frac <\ partial u><\ partial x>> & 0 \\ 0 & -t <\ frac <\ partial v><\ partial y>> \ end >>

представляет собой ньютоновский поток, фактически его можно выразить как:

( τ Икс Икс τ Икс у τ у Икс τ у у ) знак равно ( Икс 0 0 — т ) ⋅ ( ∂ ты ∂ Икс ∂ ты ∂ у ∂ v ∂ Икс ∂ v ∂ у ) <\ displaystyle <\ begin \ tau _ & \ tau _ \\\ tau _ & \ tau _ \ end > = <\ begin x & 0 \\ 0 & -t \ end > \ cdot <\ begin <\ frac <\ partial u><\ partial x>> & <\ frac <\ partial u><\ partial y>> \ \ <\ frac <\ partial v><\ partial x>> и <\ frac <\ partial v><\ partial y>> \ end >> ,

Читайте также:  Главное чтобы всегда было хорошее настроение

т.е. анизотропное течение с тензором вязкости:

( μ Икс Икс μ Икс у μ у Икс μ у у ) знак равно ( Икс 0 0 — т ) <\ displaystyle <\ begin \ mu _ & \ mu _ \\\ mu _ & \ mu _ \ end > = <\ begin х & 0 \\ 0 & -t \ end >>

который является неоднородным (зависит от пространственных координат) и нестационарным, но, соответственно, не зависит от скорости потока:

μ ( Икс , т ) знак равно ( Икс 0 0 — т ) <\ displaystyle \ mathbf <\ mu>(x, t) = <\ begin x & 0 \\ 0 & -t \ end >>

Следовательно, этот поток является ньютоновским. С другой стороны, поток, в котором вязкость была:

( μ Икс Икс μ Икс у μ у Икс μ у у ) знак равно ( 1 ты 0 0 1 ты ) <\ displaystyle <\ begin \ mu _ & \ mu _ \\\ mu _ & \ mu _ \ end > = <\ begin <\ frac <1>> & 0 \\ 0 & <\ frac <1>> \ end >>

является неньютоновским, поскольку вязкость зависит от скорости потока. Этот неньютоновский поток изотропен (матрица пропорциональна единичной матрице), поэтому вязкость является просто скаляром:

μ ( ты ) знак равно 1 ты <\ displaystyle \ mu (u) = <\ frac <1>>>

Измерение с помощью датчиков

Датчик напряжения сдвига расходящейся кромки

Это соотношение можно использовать для измерения напряжения сдвига стенки. Если бы датчик мог непосредственно измерять градиент профиля скорости у стенки, то умножение на динамическую вязкость дало бы напряжение сдвига. Такой датчик продемонстрировали А. А. Накви и В. К. Рейнольдс. Интерференционная картина, генерируемая при передаче луча света через две параллельные щели, образует сеть линейно расходящихся полос, которые, кажется, исходят из плоскости двух щелей (см. Эксперимент с двумя щелями ). Когда частица в жидкости проходит через полосы, приемник обнаруживает отражение полосы. Сигнал может быть обработан, и, зная угол полосы, высоту и скорость частицы можно экстраполировать. Измеренное значение градиента скорости стенки не зависит от свойств жидкости и, как следствие, не требует калибровки. Последние достижения в технологии изготовления микрооптики сделали возможным использование интегрированного дифракционного оптического элемента для изготовления датчиков напряжения сдвига с расходящейся полосой, которые можно использовать как в воздухе, так и в жидкости.

Датчик напряжения сдвига на микростолбах

Еще один метод измерения заключается в использовании тонких настенных микростолб, изготовленных из гибкого полимерного ПДМС, которые изгибаются в ответ на приложение сил сопротивления вблизи стены. Таким образом, датчик относится к принципам косвенного измерения, основанным на соотношении между градиентами скорости у стенки и локальным напряжением сдвига у стенки.

Электро-диффузионный метод

Электродиффузионный метод измеряет скорость сдвига стенки в жидкой фазе от микроэлектрода в условиях ограничения тока диффузии. Разность потенциалов между анодом с широкой поверхностью (обычно расположенным далеко от области измерения) и небольшим рабочим электродом, действующим как катод, приводит к быстрой окислительно-восстановительной реакции. Исчезновение ионов происходит только на активной поверхности микрозонда, вызывая развитие диффузионного пограничного слоя, в котором скорость быстрой электродиффузионной реакции контролируется только диффузией. Разрешение уравнения конвекции-диффузии в пристенной области микроэлектрода привело к аналитическим решениям, основанным на характеристической длине микрозондов, диффузионных свойствах электрохимического раствора и скорости сдвига стенки.

Источник