应变能

以应变等形式贮存在物体中的势能
应变能(英语:strain energy),或称变形能,是指物体在发生形变时贮存于其中的能量。当外力撤去后,应变能会逐渐释放,对于弹性材料,应变能可以完全恢复,物体将回到初始状态。而对塑性材料而言,应变能无法完全恢复。应变能通常记作U,可表示为整个体积V内应变能密度U₀的积分。

证明

以一维问题为例,一个截面积为
、长度为
的等截面直杆在轴向外力
的作用下伸长
(图1)。如果不考虑变形过程中的动力效应和温度效应,则外力作的功
全部贮存到杆中,变成了杆的应变能
,其值为:
应变能
式中
为变形过程中与伸长量对应的载荷。在图2所示的
曲线中,曲线下方的面积相当于杆中的应变能。而和曲线上方的面积相应的为余应变能(简称余能),记为
,其值为: