Можете ли јасно разликовати концепте и разлике између унутрашње силе, стреса и напрезања? Дођите да видите све данас.
1. Појам унутрашње силе
1. Дефиниција
Унутрашња сила се односи на силу интеракције (додатна унутрашња сила) између суседних делова у објекту изазвана спољном силом. Сила коју на штап врши спољашњи свет назива се спољашња сила.
Сваки објекат је састављен од бесконачно много честица, постоји сила интеракције између било које две суседне честице у компоненти, а величина силе је повезана са релативним положајем честица. Када је објекат подвргнут спољној сили, објекат се деформише, релативни положај његових унутрашњих честица се мења, а сила интеракције између њих се мења у складу са тим. Промену силе коју производи спољашња сила називамо додатном унутрашњом силом, или скраћено унутрашњом силом.
2. Метода прорачуна унутрашње силе—метода пресека
Очигледно, унутрашња сила је унутар компоненте. Ако желите да решите унутрашњу силу, морате изложити унутрашњу силу. На овај начин методом попречног пресека решавамо положај попречног пресека унутрашње силе према потребама. Хипотетички исечен пресек, оригинални елемент је избалансиран, а било који део после сечења је такође балансиран, односно сваки део са обе стране пресека је у балансираном стању под дејством спољне силе и унутрашње силе на пресек. Дакле, можете узети било коју страну пресека, проучити његове услове равнотеже, успоставити једначину равнотеже и решити унутрашњу силу на пресеку. Конкретни кораци за решавање овог одељка су следећи.
Хипотетички рез: На пресеку где се тражи унутрашња сила (обично попречни пресек), штап је замишљено подељен на два пресеком.
Замена: Узмите део произвољно, а ефекат одбаченог дела на преостали део се замењује одговарајућом унутрашњом силом (сила или пар сила) која делује на пресек.
Равнотежа: Успоставите једначину равнотеже за преостали део и израчунајте непознату унутрашњу силу штапа на одсеченој површини на основу познате спољне силе на њој (у овом тренутку, унутрашња сила на одсеченој површини је спољна сила за преостали део). Према основној претпоставци о униформности и континуитету, произвољна сила би требало да буде континуирано распоређена на пресеку након сечења, а унутрашње силе постоје у свакој тачки пресека, али постоји само шест услова равнотеже за произвољни систем сила у простору, и не можемо све да решимо. Унутрашња сила сваке тачке. Према поједностављењу система сила, поједностављујемо било који систем сила ове унутрашње силе на тачку пресека, обично на тежиште пресека, и добијамо главни вектор и главни момент, као што је приказано на слици испод.
Узимајући тежиште пресека као исходиште, успоставити Декартов координатни систем као што је приказано на слици, к-оса је окомита на попречни пресек, односно дуж осе штапа, а и-оса и з -осе су у равни пресека. Декомпоновањем главног вектора на три координатне осе могу се добити три компоненте: аксијална сила дуж к-осе и сила смицања дуж и-осе и з-осе.
слика
Декомпоновањем главних момената дуж три координатне осе добијају се три компоненте: обртни момент дуж к-осе, моменти савијања дуж и-осе и з-осе.
Ових шест компоненти називамо и унутрашњим силама, али треба напоменути да је ових шест компоненти резултујућа сила или момент унутрашњих сила. Решавање унутрашње силе шипке касније је проналажење аксијалне силе, силе смицања, обртног момента и момента савијања, јер ове унутрашње силе одговарају основној деформацији шипке: деформација затезања и притиска, деформација смицања, торзиона деформација, деформација савијања.
2. Концепт стреса
Напон је дистрибутивна концентрација унутрашње силе (напон је за одређену „тачку“, када желимо да опишемо напон тачке треба истаћи положај ове тачке и оријентацију равни која пролази кроз ову тачку), да бисте описали напон тачке на пресеку, узмите микро-област ДА око ове тачке, као што је приказано на слици. Резултантна сила система унутрашњих сила на овој микрообласти је ДФ. Пошто је ова површина довољно мала, претпостављамо да је унутрашња сила равномерно распоређена, онда можемо добити просечни напон, а затим узети границу просечног напона да бисмо добили укупан напон или укупни напон ове тачке, смер кретања укупан напон се мења са позицијом изабране тачке. Очигледно, укупни напон је вектор, а однос између његовог правца и пресека је произвољан. Затим разлажемо укупни напон на две компоненте, једна се зове нормални напон окомито на пресек, а друга се назива смичући напон тангента на пресек.
значи стрес
тотални стрес (укупни стрес)
Укупан напон се декомпонује на: напон окомит на пресек назива се „нормално напрезање“, а напон унутар пресека назива се „напон смицања“.
Јединица за напон: Па, обично се користи: МПа, ГПа.
3. Померање, деформација и деформација
1. Померање
Промена положаја тачке у објекту пре и после деформације, померај у механици материјала има линеарни померај и угаони померај. Као што је приказано на слици испод, концентрисана сила се примењује на слободни крај конзолне греде, а греда се савија и деформише. Ако испитамо померање одређеног пресека, као што је померање слободног краја, очигледно је да ће тежиште пресека имати померање надоле, што ће резултирати линеарним померањем, а истовремено и нормалним смером пресек ће се такође променити, односно пресек ће се ротирати, што ће резултирати угаоним померањем. премештај.
2. Деформација
Промене величине и облика предмета под дејством спољне силе.
3. Процедити
За мерење степена деформације у тачки компоненте, деформација је такође за одређену "тачку".
(1) Линеарна деформација (мери степен промене величине тачке у објекту).
Као што је приказано на слици, испитујемо било коју тачку А у компоненти и узимамо било коју тачку Б близу тачке А. Дужина АБ је Дк. Компонента се деформише под дејством спољне силе, а обе тачке А и Б се померају у нове положаје. Растојање између постаје Дк плус Дс, под претпоставком да је деформација уједначена унутар опсега Дк, може се добити просечна линеарна деформација
Узимамо границу горње формуле да добијемо деформацију линије у тачки А
За проблеме са равнима, мали правоугаоник је приказан на слици, а линија спољне силе постаје правоугаоник приказан испрекиданом линијом (величина се мења). Ако је деформација уједначена у опсегу Дк и Ди, постоји просечна линија дуж деформације у правцу к и и.
слика
Узмите границу да бисте добили линеарну деформацију у правцима к и и
слика
(2) Угаона деформација (мери степен промене облика тачке у објекту) назива се и смичућа деформација или смична деформација.
Дефинише се као промена правог угла.
