Можете ли ясно да разграничите понятията и разликите между вътрешна сила, напрежение и напрежение? Елате да видите всичко днес.
1. Концепцията за вътрешна сила
1. Определение
Вътрешната сила се отнася до силата на взаимодействие (допълнителна вътрешна сила) между съседни части в обект, причинена от външна сила. Силата, упражнявана върху пръта от външния свят, се нарича външна сила.
Всеки обект е съставен от безкрайно много частици, има сила на взаимодействие между всеки две съседни частици в компонента и големината на силата е свързана с относителната позиция на частиците. Когато даден обект е подложен на външна сила, обектът се деформира, относителната позиция на вътрешните му частици се променя и силата на взаимодействие между тях се променя съответно. Промяната на силата, произведена от външната сила, наричаме допълнителна вътрешна сила или накратко вътрешна сила.
2. Метод за изчисляване на вътрешната сила - метод на сечение
Очевидно вътрешната сила е вътре в компонента. Ако искате да разрешите вътрешната сила, трябва да изложите вътрешната сила. По този начин използваме метода на напречното сечение, за да решим позицията на напречното сечение на вътрешната сила според нуждите. Хипотетично изрязване на сечението, първоначалният елемент е балансиран и всяка част след рязане също е балансирана, тоест всяка част от двете страни на сечението е в балансирано състояние под действието на външна сила и вътрешна сила върху сечението. Следователно можете да вземете която и да е страна на сечението, да проучите нейните условия на равновесие, да създадете балансово уравнение и да решите вътрешната сила върху сечението. Конкретните стъпки за решаване на раздела са както следва.
Хипотетичен разрез: В напречното сечение, където се търси вътрешната сила (обикновено напречното сечение), прътът е въображаемо разделен на две от напречното сечение.
Заместване: Вземете част произволно и ефектът на изхвърлената част върху останалата част се заменя със съответната вътрешна сила (сила или двойка сили), действаща върху секцията.
Баланс: Създайте уравнение на баланса за останалата част и изчислете неизвестната вътрешна сила на пръта върху отсечената повърхност въз основа на известната външна сила върху нея (в този момент вътрешната сила върху отсечената повърхност е външна сила за останалата част). Съгласно основното предположение за еднородност и непрекъснатост, произволна сила трябва да бъде непрекъснато разпределена върху сечението след рязане и има вътрешни сили във всяка точка на сечението, но има само шест условия на равновесие за произволна силова система в пространството, и не можем да разрешим всички. Вътрешната сила на всяка точка. Съгласно опростяването на силовата система, ние опростяваме всяка силова система на тази вътрешна сила до точка от сечението, обикновено до центроида на сечението, и получаваме главен вектор и главен момент, както е показано на фигурата по-долу.
Като вземете центроида на сечението за начало, установете декартова координатна система, както е показано на фигурата, оста x е перпендикулярна на напречното сечение, тоест по протежение на оста на пръта, а оста y и z -осите са в равнината на сечението. Разлагането на главния вектор на трите координатни оси може да получи три компонента: аксиалната сила по оста x и силата на срязване по оста y и z-осите.
снимка
Разлагането на главните моменти по трите координатни оси дава три компонента: въртящ момент по оста x, моменти на огъване по оста y и оста z.
Ние също така наричаме тези шест компонента вътрешни сили, но трябва да се отбележи, че тези шест компонента са резултантната сила или момент на вътрешните сили. Решаването на вътрешната сила на пръта по-късно е да се намерят аксиалната сила, силата на срязване, въртящият момент и огъващият момент, тъй като тези вътрешни сили съответстват на основната деформация на пръта: деформация на опън и натиск, деформация на срязване, деформация на усукване, деформация на огъване.
2. Понятието стрес
Напрежението е разпределителната концентрация на вътрешна сила (напрежението е за определена "точка", когато искаме да опишем напрежението на точка, трябва да посочим позицията на тази точка и ориентацията на равнината, минаваща през тази точка), за да опишете напрежението на точка от сечението, вземете микрообласт DA около тази точка, както е показано на фигурата. Резултантната сила на системата от вътрешни сили върху тази микрообласт е DF. Тъй като тази област е достатъчно малка, приемаме, че вътрешната сила е равномерно разпределена, тогава можем да получим средното напрежение и след това да вземем границата на средното напрежение, за да получим общото напрежение или общото напрежение на тази точка, посоката на общото напрежение се променя с позицията на избраната точка. Очевидно общото напрежение е вектор и връзката между неговата посока и сечението е произволна. След това разлагаме общото напрежение на два компонента, единият се нарича нормално напрежение, перпендикулярно на сечението, а другият се нарича напрежение на срязване, допирателна към сечението.
означава стрес
общ стрес (общ стрес)
Общото напрежение се разлага на: напрежението, перпендикулярно на сечението, се нарича "нормално напрежение", а напрежението вътре в сечението се нарича "напрежение на срязване".
Единицата за напрежение: Pa, обикновено се използва: MPa, GPa.
3. Преместване, деформация и деформация
1. Изместване
Промяната на позицията на точка в обекта преди и след деформация, преместването в механиката на материала има линейно преместване и ъглово преместване. Както е показано на фигурата по-долу, върху свободния край на конзолната греда се прилага концентрирана сила и тя се огъва и деформира. Ако изследваме изместването на определена секция, като например изместването на свободния край, очевидно е, че центроидът на сечението ще има изместване надолу, което води до линейно изместване и в същото време нормалната посока на секцията също ще се промени, тоест секцията ще се завърти, което води до ъглово изместване. денивелация.
2. Деформация
Промени в размера и формата на обект под действието на външна сила.
3. Прецедете
За да се измери степента на деформация в дадена точка на компонент, напрежението също е за определена "точка".
(1) Линейна деформация (измерва степента на промяна в размера на точка в обект).
Както е показано на фигурата, разглеждаме всяка точка A в компонента и вземаме всяка точка B близо до точка A. Дължината на AB е Dx. Компонентът се деформира под действието на външна сила и двете точки A и B се изместват на нови позиции. Разстоянието между става Dx плюс Ds, като се приеме, че деформацията е равномерна в диапазона на Dx, може да се получи средната линейна деформация
Взимаме границата на горната формула, за да получим деформацията на линията в точка А
За равнинни задачи на фигурата е показан малък правоъгълник, а линията на действие на външната сила става правоъгълник, показан с пунктирана линия (размерът се променя). Ако деформацията е равномерна в диапазона на Dx и Dy, има средна линия по протежение на деформацията в посоките x и y.
снимка
Вземете границата съответно, за да получите линейната деформация в посоките x и y
снимка
(2) Ъглова деформация (измерва степента на промяна във формата на точка в обект) се нарича още деформация на срязване или деформация на срязване.
Определя се като промяна в правия ъгъл.
