Модель материала в сопротивлении материалов

Внешние силы. Классификация.

На тело могут действовать различные виды нагрузок; приложенную к телу нагрузку делят на сосредоточенную и распределённую.

Сосредоточенной силой называют силу, которая передается по телу по поверхности весьма малой по сравнению с размерами всего тела. Для упрощения эти силы считаются приложенными в точке. Измеряют в Ньютонах – Н или кН.

Распределённой называют нагрузку, приложенную на некоторой поверхности или линии на поверхности тела. Распределенная нагрузка характеризуется интенсивностью, то есть величиной нагрузки, приложенной на единицу площади или длины. Измеряют в кН/м2 или кН/м. если нагрузка имеет одинаковую интенсивность по всех площади поверхности, то она называется равномерно распределенной.

Внутренние силы упругости. Метод сечений.

Реальные тела могут деформироваться под действием внешних сил. При этом меняется взаимное расположение частиц тел. В самом теле между частицами всегда имеются силы взаимодействия (внутренние). Эти силы стремятся сохранить тело как единое целое и противостоят деформации.

Чтобы вычислить внутреннюю силу применяют метод селения.

Рассмотрим произвольное тело, нагруженное внешней силой. Рассечем тело мысленно плоскостью на две части А и В и раздвинем. По сечению в каждой части будут действовать внутренние силы, причем силы, которые действуют по сечению в части А равны по величине и противоположны по знаку тем силам, которые действуют в части В. Эти внутренние силы распределены во всех точках поперечного сечения и представляют собой распределенную нагрузку. Приведем их к одной точке – центру тяжести сечения. В результате получим главный вектор и главный момент сил. Спроектируем эти усилия на ось тела и в плоскость сечения. Проекция главного момента сил на ось называется крутящий момент Мy,z. Проекция главного момента сил на плоскость тела – Мx изгибающий момент. Проекция главного вектора сил на ось тела – N – продольная сила; в плоскость сечения – Q – поперечная сила.

Шесть внутренних силовых факторов в сечении бруса. Классификация основных видов нагружения бруса.

Для внутренних силовых факторов приняты следующие названия:

N – продольная или осевая (направленная по оси стержня) сила;

Qy,z – поперечные силы;

Mx – крутящий момент;

My,z – изгибающие моменты

Классификация основных видов нагружения бруса:

1.Если в поперечных сечениях бруса действует только продольная сила N, то на этом участке имеет место растяжение или сжатие.

2.Mz – кручение.

3.Mx(My) – чистый изгиб в плоскости yoz (xoz).

4.Mx и Qy (Mx и Qx) – поперечный изгиб.

5.Qx (Qy) – чистый изгиб.

Возможны случаи нагрузок, когда брус работает на кручение, изгиб или растяжение одновременно.

Напряжения в поперечном сечении. Определение.

Перемещение и деформация.

Под действием внешних сил твердые тела изменяют свою геометрическую форму, а точки тела неодинаково перемещаются в пространстве. Вектор , имеющий свое начало в точке А недеформированного состояния, а конец в т. деформированного состояния, называется вектором полного перемещения т. А (а). Его проекции на оси xyz называются осевыми перемещениями и обозначаются u, v и w, соответственно.

Деформа́ция — изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением друг относительно друга. Деформация представляет собой результат изменения межатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов. Обычно деформация сопровождается изменением величин межатомных сил, мерой которого является упругое механическое напряжение. Наиболее простые виды деформации тела в целом: растяжение-сжатие, сдвиг, изгиб, кручение.В большинстве практических случаев наблюдаемая деформация представляет собой совмещение нескольких одновременных простых деформаций. В конечном счёте, однако, любую деформацию можно свести к двум наиболее простым: растяжению (или сжатию) и сдвигу.