Внутренняя сила на единицу площади в материале, возникающая из-за внешних нагрузок или дефектов.Напряжение — это внутренняя сила на единицу площади, возникающая в материале в ответ на внешние нагрузки, изменения температуры или внутренние дефекты. Оно является мерой того, какая сила передаётся через поперечное сечение материала, и имеет решающее значение для понимания того, как материалы деформируются, разрушаются или текут. Напряжение — это тензорная величина, то есть оно имеет как величину, так и направление, и может быть нормальным (перпендикулярным поверхности) или касательным (параллельным поверхности).
Концепция напряжения была формализована Огюстеном Луи Коши в 1820-х годах, который ввёл тензор напряжений и уравнения равновесия. Ранее Галилео Галилей изучал прочность балок, но работы Коши заложили основы механики сплошных сред.
Когда к материалу прикладывается сила, атомы или молекулы слегка смещаются, чтобы сопротивляться деформации, создавая внутренние напряжения. Эти напряжения уравновешиваются по всему материалу, и их распределение определяет, вернётся ли материал упруго к своей первоначальной форме, пластически деформируется или разрушится. Связь между напряжением и деформацией описывается законом Гука для упругих материалов, тогда как более сложное поведение моделируется с помощью теории пластичности и механики разрушения.
Анализ напряжений является основополагающим в гражданском строительстве (проектирование зданий и мостов), машиностроении (обеспечение надёжности деталей машин) и материаловедении (разработка более прочных сплавов и композитов).
Алмаз, самый твёрдый природный материал, может начать излучать свет под действием напряжения — явление, используемое для визуализации картин напряжений в прозрачных материалах.





