Под действием внешних сил в материале возникают внутренние силы.Их необходимо знать при расчете на прочность. Внутренние силы определяют с помощью метода сечений.
Секущую плоскость обычно располагают в требуемом месте перпендикулярно оси стержня (рис. 6, а). Рассматривая отсеченную часть, видим, что под действием отброшенной части в сечении появляются внутренние силы (рис. 6, б), которые за счет применения метода сечений стали внешними.
В общем случае внутренние силы сводятся к главному вектору и главному моменту, которые раскладывают по осям координат с началом в центре тяжести сечения. При этом может возникнуть шесть внутренних силовых факторов (рис. 6, в): ЭОПб 1 лекция
Nz – внутренняя продольная сила; ей соответствует деформация растяжения или сжатия;
Qx, Qy – поперечная сила, вызывающая деформацию сдвига;
Mz – крутящий момент, вызывающий деформацию кручения;
Mx, My – изгибающие моменты (деформация изгиба).
Для определения внутренних сил составляют уравнения равновесия.
Рис. 6. Метод сечений
Рис. Внутренние силовые факторы
Напряжение – это мера интенсивности внутренних сил. В каждой точке сечения она может быть разной.
Среднее напряжение на площадке (рис. 7, а)
Истинное напряжение (полное напряжение) в точке (рис. 7, б)
Рис. 7. Виды напряжений
Напряжение измеряется в паскалях.
1 Па = 1 Н/м2; 1 МПа = 106 Па.
Нормальное напряжение σ – составляющая вектора полного напряжения, направленная по нормали к сечению.
Касательное напряжение τ – составляющая, лежащая в сечении
Нормальное напряжение σ положительное, если направлено от сечения (имеет место растяжение); отрицательное, если направлено на сечение (сжатие).
Касательные напряжения вызывают деформацию сдвига.
Полное напряжение можно вычислить по формуле
Необходимо отметить, что нормальные напряжения могут быть вызваны растяжением, сжатием и изгибом, а касательные – поперечными силами и кручением.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности 140107 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов» необходимо знать основные гипотезы механики материалов и конструкций, основные виды нагрузок, в т.ч. растяжение-сжатие. В этой связи рассмотрены допущения дисциплины «Сопротивление материалов», метод сечений, напряжения.
ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Для дальнейшего изучения данной темы рекомендуется следующая литература:
а) основная:
1. Степин П.А. Сопротивление материалов [Текст]: учебник /П.А. Степин. – М.: Высшая школа, 1988. - С. 8 – 23;
б) дополнительная
2. Вереина Л.И. Техническая механика [Текст]: учебник /Л.И. Вереина,
М.М. Краснов. – М.: «Академия», 2008. - С. 87 – 93.
ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Данная лекция читается для курсантов специальности 140107 «Тепло- и электрообеспечение специальных технических систем и объектов». Материал способствует развитию логического мышления, критического осмысления и обобщения информации (компетенция ОК-9). Приучает к самостоятельному применению методов и средств познания, обучения и самоконтроля для приобретения новых знаний и умений, в том числе в новых областях, непосредственно не связанных со сферой деятельности, развитию профессиональных компетенций (ОК-10).
Методом чтения лекции является устное изложение, сопровождаемое демонстрацией слайдов с их комментариями и активным диалогом со слушателями.
Составил: доцент кафедры № 7 Гречин Е.Г.
