 |
Вычисление продольной и поперечных сил, крутящего и изгибающих моментов
|
|
|
|
ЭТАПЫ МЕТОДА СЕЧЕНИЙ
Метод сечений состоит из четырех последовательных этапов: разрезать, отбросить, заменить, уравновесить.
Разрежем стержень, находящийся в равновесии под действием некоторой системы сил 
(рис. 1.3, а) на две части плоскостью, перпендикулярной к его оси z.
Отбросим одну из частей стержня и рассмотрим оставленную часть.
Поскольку мы как бы разрезали бесчисленное множество пружинок, соединявших бесконечно близкие частицы тела, разделенного теперь на две части, в каждой точке поперечного сечения стержня необходимо приложить силы упругости, которые при деформации тела возникли между этими частицами. Иными словами, заменим действие отброшенной части внутренними силами (рис. 1.3, б).
ВНУТРЕННИЕ СИЛЫ В МЕТОДЕ СЕЧЕНИЙ
Полученную бесконечную систему сил по правилам теоретической механики можно привести к центру тяжести поперечного сечения. В результате получим главный вектор R и главный момент M (рис. 1.3, в).
Разложим главный вектор и главный момент на составляющие по осям x, y (главные центральные оси) и z.
Получим 6 внутренних силовых факторов, возникающих в поперечном сечении стержня при его деформировании: три силы 
(рис. 1.3, г) и три момента 
(рис. 1.3, д).
Сила N - продольная сила
– поперечные силамы,
момент относительно оси z (
) – крутящий момент
моменты относительно осей x, y (
) – изгибающие моменты.
Запишем для оставленной части тела уравнения равновесия (уравновесим):
.
Из уравнений определяются внутренние усилия, возникающие в рассматриваемом поперечном сечении стержня. 
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ И ПОПЕРЕЧНЫХ СИЛ, КРУТЯЩЕГО И ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ
продольная сила N равна сумме проекций всех сил (активных и реактивных), действующих на любую из частей рассеченного стержня, на ось z;
|
|
|
поперечные силы равны сумме проекций всех сил, действующих на любую из частей стержня, на оси x и y, соответственно;
крутящий момент равен сумме моментов всех сил, действующих на любую из частей стержня, относительно продольной оси z;
изгибающие моменты равны сумме моментов всех сил, действующих на любую из частей стержня, относительно осей x и y, соответственно.
Напряжения
2010-02-26
Напряжением называется интенсивность действия внутренних сил в точке тела, то есть, напряжение — это внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади. По своей природе напряжение — это поверхностная нагрузка, возникающая на внутренних поверхностях соприкасания частей тела. Напряжение, так же как и интенсивность внешней поверхностной нагрузки, выражается в единицах силы, отнесенных к единице площади:Па=Н/м2 (МПа = 106 Н/м2, кгс/см2=98 066 Па ≈ 105Па, тс/м2 и т. д.).
Рассечем тело произвольным сечением Выделим небольшую площадку ∆A. Внутреннее усилие, действующее на нее, обозначим∆ R 
. Полное среднее напряжение на этой площадке р =∆ R 
∆ A. Найдем предел этого отношения при ∆ A 
0. Это и будет полным напряжение на данной площадке (точке) тела.
p =lim 
A 
0 A R 
Полное напряжение p , как и равнодействующая внутренних сил, приложенных на элементарной площадке, является векторной величиной и может быть разложено на две составляющие: перпендикулярное к рассматриваемой площадке – нормальное напряжение σn и касательное к площадке – касательное напряжение 
n. Здесь n – нормаль к выделенной площадке1.
Касательное напряжение, в свою очередь, может быть разложено на две составляющие, параллельные координатным осям x, y, связанным с поперечным сечением – nx 
ny. В названии касательного напряжения первый индекс указывает нормаль к площадке,второй индекс — направление касательного напряжения.
|
|
|
Растяжение (сжатие) - это вид деформации стержня, при котором происходит изменение его первоначальной длины.
Растяжение (сжатие) вызывается внешними силами, действующими вдоль оси стержня z. При этом в любом поперечном сечении стержня возникает только одно внутреннее усилие – продольная сила(N), которая является равнодействующей всех внутренних сил, возникающих в каждой точке этого сечения и направленных параллельно оси стержня.
|
|
|
