Možete li jasno razlikovati koncepte i razlike između unutrašnje sile, stresa i naprezanja? Dođite da vidite sve danas.
1. Koncept unutrašnje sile
1. Definicija
Unutrašnja sila se odnosi na silu interakcije (dodatna unutrašnja sila) između susjednih dijelova u objektu uzrokovanu vanjskom silom. Sila koju na štap vrši vanjski svijet naziva se vanjska sila.
Bilo koji objekt je sastavljen od beskonačno mnogo čestica, postoji sila interakcije između bilo koje dvije susjedne čestice u komponenti, a veličina sile je povezana s relativnim položajem čestica. Kada je predmet podvrgnut vanjskoj sili, predmet se deformiše, relativni položaj njegovih unutrašnjih čestica se mijenja, a sila interakcije između njih se mijenja u skladu s tim. Promjenu sile koju proizvodi vanjska sila nazivamo dodatnom unutrašnjom silom, ili skraćeno unutrašnjom silom.
2. Metoda proračuna unutrašnje sile – metoda presjeka
Očigledno je unutrašnja sila unutar komponente. Ako želite riješiti unutrašnju silu, morate izložiti unutrašnju silu. Na taj način metodom poprečnog presjeka rješavamo položaj poprečnog presjeka unutrašnje sile prema potrebama. Hipotetički seče presek, originalni element je izbalansiran, a bilo koji deo nakon rezanja je takođe balansiran, odnosno svaki deo sa obe strane preseka je u balansiranom stanju pod dejstvom spoljne sile i unutrašnje sile na presek. Stoga možete uzeti bilo koju stranu presjeka, proučavati njegove ravnotežne uslove, uspostaviti jednadžbu ravnoteže i riješiti unutrašnju silu na presjeku. Konkretni koraci za rješavanje odjeljka su sljedeći.
Hipotetički rez: Na poprečnom preseku gde se traži unutrašnja sila (obično poprečni presek), štap je zamišljeno podeljen na dva poprečnim presekom.
Zamjena: Uzmite dio proizvoljno, a učinak odbačenog dijela na preostali dio zamjenjuje se odgovarajućom unutrašnjom silom (sila ili par sila) koja djeluje na presjek.
Ravnoteža: Uspostavite jednadžbu ravnoteže za preostali dio i izračunajte nepoznatu unutrašnju silu štapa na odsječenoj površini na osnovu poznate vanjske sile na nju (u ovom trenutku unutrašnja sila na odsječenoj površini je spoljna sila za preostali deo). Prema osnovnoj pretpostavci o uniformnosti i kontinuitetu, proizvoljna sila bi trebalo da bude kontinuirano raspoređena na preseku nakon rezanja, a unutrašnje sile postoje u svakoj tački preseka, ali postoji samo šest uslova ravnoteže za proizvoljni sistem sila u prostoru, i ne možemo ih sve riješiti. Unutrašnja sila svake tačke. Prema pojednostavljenju sistema sila, pojednostavljujemo bilo koji sistem sila ove unutrašnje sile na tačku presjeka, obično na težište presjeka, i dobijamo glavni vektor i glavni moment, kao što je prikazano na donjoj slici.
Uzimajući težište presjeka kao ishodište, uspostavite kartezijanski koordinatni sistem kao što je prikazano na slici, os x je okomita na poprečni presjek, odnosno duž ose štapa, a osa y i z -ose su u ravnini preseka. Dekompozicijom glavnog vektora na tri koordinatne ose mogu se dobiti tri komponente: aksijalna sila duž x-ose i sila smicanja duž y-ose i z-ose.
slika
Dekompozicijom glavnih momenata duž tri koordinatne ose dobijaju se tri komponente: obrtni moment duž x-ose, momenti savijanja duž y-ose i z-ose.
Ovih šest komponenti nazivamo i unutrašnjim silama, ali treba napomenuti da je ovih šest komponenti rezultantna sila ili moment unutrašnjih sila. Rešavanje unutrašnje sile šipke kasnije je pronalaženje aksijalne sile, sile smicanja, momenta i momenta savijanja, jer ove unutrašnje sile odgovaraju osnovnoj deformaciji šipke: deformacija zatezanja i pritiska, deformacija smicanja, torzijska deformacija, deformacija savijanja.
2. Koncept stresa
Naprezanje je distributivna koncentracija unutrašnje sile (naprezanje je za određenu "tačku", kada želimo opisati napon tačke treba istaći položaj ove tačke i orijentaciju ravnine koja prolazi kroz tu tačku), da biste opisali napon tačke na preseku, uzmite mikro-područje DA oko ove tačke, kao što je prikazano na slici. Rezultantna sila unutrašnjeg sistema sila na ovoj mikropodručju je DF. Pošto je ovo područje dovoljno malo, pretpostavljamo da je unutrašnja sila ravnomjerno raspoređena, tada možemo dobiti prosječni napon, a zatim uzeti granicu prosječnog naprezanja da dobijemo ukupni napon ili ukupni napon ove tačke, smjer kretanja ukupni napon se mijenja s pozicijom odabrane tačke. Očigledno, ukupni napon je vektor, a odnos između njegovog smjera i presjeka je proizvoljan. Zatim razlažemo ukupni napon na dvije komponente, jedna se zove normalno naprezanje okomito na presjek, a druga se naziva posmično naprezanje tangentno na presjek.
srednji stres
totalni stres (totalni stres)
Ukupni napon se dekomponuje na: naprezanje okomito na presjek naziva se "normalno naprezanje", a naprezanje unutar presjeka naziva se "naprezanje smicanja".
Jedinica naprezanja: Pa, obično se koristi: MPa, GPa.
3. Pomak, deformacija i deformacija
1. Displacement
Promjena položaja tačke u objektu prije i poslije deformacije, pomak u mehanici materijala ima linearni pomak i kutni pomak. Kao što je prikazano na donjoj slici, koncentrirana sila se primjenjuje na slobodni kraj konzolne grede, a greda se savija i deformira. Ako ispitamo pomak određenog presjeka, kao što je pomak slobodnog kraja, očito je da će težište presjeka imati pomak naniže, što će rezultirati linearnim pomakom, a istovremeno i normalnim smjerom presek će se takođe promeniti, odnosno presek će se rotirati, što će rezultirati ugaonim pomakom. pomak.
2. Deformacija
Promjene veličine i oblika predmeta pod djelovanjem vanjske sile.
3. Procijedite
Za mjerenje stepena deformacije u tački komponente, deformacija je također za određenu "tačku".
(1) Linearna deformacija (mjeri stepen promjene veličine tačke u objektu).
Kao što je prikazano na slici, ispitujemo bilo koju tačku A u komponenti i uzimamo bilo koju tačku B blizu tačke A. Dužina AB je Dx. Komponenta se deformiše pod dejstvom spoljne sile, a obe tačke A i B se pomeraju u nove položaje. Udaljenost između postaje Dx plus Ds, pod pretpostavkom da je deformacija ujednačena unutar raspona Dx, može se dobiti prosječna linearna deformacija
Uzimamo granicu gornje formule da dobijemo deformaciju linije u tački A
Za probleme u ravnini, mali pravougaonik je prikazan na slici, a linija djelovanja vanjske sile postaje pravougaonik prikazan isprekidanom linijom (veličina se mijenja). Ako je deformacija ujednačena unutar raspona Dx i Dy, postoji prosječna linija duž deformacije u smjeru x i y.
slika
Uzmite granicu da dobijete linearnu deformaciju u smjeru x i y
slika
(2) Ugaona deformacija (mjeri stepen promjene oblika tačke u objektu) naziva se i posmična deformacija ili posmična deformacija.
Definira se kao promjena pravog ugla.
