Dokážete jasně rozlišit pojmy a rozdíly mezi vnitřní silou, stresem a napětím? Přijďte se na to všechno podívat ještě dnes.
1. Pojem vnitřní síly
1. Definice
Vnitřní síla se týká interakční síly (další vnitřní síly) mezi sousedními částmi v objektu způsobené vnější silou. Síla, kterou na tyč působí vnější svět, se nazývá vnější síla.
Jakýkoli objekt je složen z nekonečně mnoha částic, mezi libovolnými dvěma sousedními částicemi ve složce existuje interakční síla a velikost síly souvisí s relativní polohou částic. Když je objekt vystaven vnější síle, objekt se deformuje, mění se relativní poloha jeho vnitřních částic a podle toho se mění i síla interakce mezi nimi. Změnu síly vyvolané vnější silou nazýváme dodatečná vnitřní síla nebo zkráceně vnitřní síla.
2. Metoda výpočtu vnitřní síly – metoda řezu
Je zřejmé, že vnitřní síla je uvnitř součásti. Pokud chcete vyřešit vnitřní sílu, musíte vnitřní sílu vystavit. Tímto způsobem vyřešíme pomocí průřezové metody polohu průřezu vnitřní síly podle potřeby. Hypoteticky řez řez, původní prvek je vyvážený a jakákoliv část po řezání je také vyvážena, to znamená, že jakákoli součást na obou stranách řezu je v rovnovážném stavu při působení vnější síly a vnitřní síly na řez. Proto můžete vzít libovolnou stranu řezu, studovat jeho rovnovážné podmínky, sestavit rovnici rovnováhy a řešit vnitřní sílu na řezu. Konkrétní kroky k vyřešení sekce jsou následující.
Hypotetický řez: V průřezu, kde se hledá vnitřní síla (obvykle průřez), je tyč pomyslně rozdělena na dvě průřezem.
Substituce: Vezměte díl libovolně a účinek vyřazeného dílu na zbývající díl se nahradí odpovídající vnitřní silou (síla nebo dvojice sil) působící na řez.
Rovnováha: Sestavte rovnovážnou rovnici pro zbývající část a vypočítejte neznámou vnitřní sílu tyče na řezné ploše na základě známé vnější síly na ní (v tuto chvíli je vnitřní síla na řezné ploše vnější síla pro zbývající část). Podle základního předpokladu stejnoměrnosti a spojitosti by měla být na řezu po řezání plynule rozložena libovolná síla a v každém bodě řezu jsou vnitřní síly, ale pro libovolný silový systém v prostoru existuje pouze šest podmínek rovnováhy, a nemůžeme je vyřešit všechny. Vnitřní síla každého bodu. Podle zjednodušení silového systému zjednodušíme libovolný silový systém této vnitřní síly do bodu řezu, obvykle do těžiště řezu, a získáme hlavní vektor a hlavní moment, jak je znázorněno na obrázku níže.
Vezmeme-li těžiště řezu jako počátek, ustanovíme kartézský souřadnicový systém, jak je znázorněno na obrázku, osa x je kolmá k průřezu, to znamená podél osy tyče, a osa y az -osa jsou v rovině řezu. Rozložením hlavního vektoru na tři souřadnicové osy lze získat tři složky: axiální sílu podél osy x a smykovou sílu podél osy y a osy z.
obrázek
Rozložením hlavních momentů podél tří souřadnicových os získáte tři složky: krouticí moment podél osy x, ohybové momenty podél osy y a osy z.
Těchto šest složek nazýváme také vnitřní síly, ale je třeba poznamenat, že těchto šest složek je výsledná síla nebo moment vnitřních sil. Řešením vnitřní síly tyče později je najít osovou sílu, smykovou sílu, krouticí moment a ohybový moment, protože tyto vnitřní síly odpovídají základní deformaci tyče: tahová a tlaková deformace, smyková deformace, torzní deformace, ohybová deformace .
2. Pojem stresu
Napětí je rozložení koncentrace vnitřní síly (napětí je pro určitý "bod", když chceme popsat napětí bodu, měli bychom upozornit na polohu tohoto bodu a orientaci roviny procházející tímto bodem), Aby bylo možné popsat napětí bodu na řezu, vezměte mikro-oblast DA kolem tohoto bodu, jak je znázorněno na obrázku. Výsledná síla systému vnitřních sil na tuto mikroplochu je DF. Vzhledem k tomu, že tato oblast je dostatečně malá, předpokládáme, že vnitřní síla je rovnoměrně rozložena, pak můžeme získat průměrné napětí a poté vzít limit průměrného napětí, abychom získali celkové napětí nebo celkové napětí tohoto bodu, směr celkové napětí se mění s polohou vybraného bodu. Je zřejmé, že celkové napětí je vektor a vztah mezi jeho směrem a průřezem je libovolný. Celkové napětí pak rozložíme na dvě složky, jedna se nazývá normálové napětí kolmé k řezu a druhá se nazývá smykové napětí tečné k řezu.
střední stres
totální stres (totální stres)
Celkové napětí se rozkládá na: napětí kolmé k průřezu se nazývá „normální napětí“ a napětí uvnitř průřezu se nazývá „smykové napětí“.
Jednotka napětí: Pa, obvykle používaná: MPa, GPa.
3. Přemístění, deformace a deformace
1. Posun
Změna polohy bodu v objektu před a po deformaci, posunutí v mechanice materiálu má lineární posunutí a úhlové posunutí. Jak je znázorněno na obrázku níže, koncentrovaná síla působí na volný konec konzolového nosníku a nosník se ohýbá a deformuje. Zkoumáme-li posunutí určitého úseku, jako je posunutí volného konce, je zřejmé, že těžiště úseku bude mít posunutí směrem dolů, což má za následek lineární posunutí a současně normální směr sekce se také změní, to znamená, že se sekce otočí, což má za následek úhlové posunutí. přemístění.
2. Deformace
Změny velikosti a tvaru předmětu působením vnější síly.
3. Přeceďte
Pro měření stupně deformace v bodě součásti je napětí také pro určitý „bod“.
(1) Lineární deformace (měří míru změny velikosti bodu v objektu).
Jak je znázorněno na obrázku, zkoumáme libovolný bod A v komponentě a vezmeme libovolný bod B poblíž bodu A. Délka AB je Dx. Komponenta se působením vnější síly deformuje a oba body A i B se přemístí do nových poloh. Vzdálenost mezi se stane Dx plus Ds, za předpokladu, že deformace je rovnoměrná v rozsahu Dx, lze získat průměrné lineární napětí
Vezmeme limit výše uvedeného vzorce, abychom získali liniové napětí v bodě A
Pro rovinné úlohy je na obrázku znázorněn malý obdélník a čára působení vnější síly se změní na obdélník znázorněný tečkovanou čarou (velikost se změní). Pokud je deformace rovnoměrná v rozsahu Dx a Dy, existuje průměrná čára podél deformace ve směru x a y.
obrázek
Pro získání lineární deformace ve směrech x a y použijte mez
obrázek
(2) Úhlové přetvoření (měří míru změny tvaru bodu v objektu) se také nazývá smykové přetvoření nebo smykové přetvoření.
Definováno jako změna pravého úhlu.
