Ali lahko jasno razlikujete pojme in razlike med notranjo silo, napetostjo in napetostjo? Pridi pogledat vse danes.
1. Pojem notranje sile
1. Opredelitev
Notranja sila se nanaša na interakcijsko silo (dodatno notranjo silo) med sosednjimi deli v predmetu, ki jo povzroči zunanja sila. Sila, s katero na palico deluje zunanji svet, se imenuje zunanja sila.
Vsak predmet je sestavljen iz neskončnega števila delcev, med dvema sosednjima delcema v komponenti obstaja interakcijska sila, velikost sile pa je povezana z relativnim položajem delcev. Ko je predmet izpostavljen zunanji sili, se predmet deformira, relativni položaj njegovih notranjih delcev se spremeni in temu primerno se spremeni interakcijska sila med njimi. Spremembo sile, ki jo povzroči zunanja sila, imenujemo dodatna notranja sila ali na kratko notranja sila.
2. Metoda izračuna notranje sile – metoda prereza
Očitno je notranja sila znotraj komponente. Če želite rešiti notranjo silo, jo morate izpostaviti. Na ta način uporabljamo metodo prečnega prereza za rešitev položaja prečnega prereza notranje sile glede na potrebe. Hipotetično prerezan odsek je prvotni element uravnotežen in kateri koli del po rezanju je prav tako uravnotežen, to pomeni, da je kateri koli del na obeh straneh odseka v uravnoteženem stanju pod delovanjem zunanje sile in notranje sile na odsek. Zato lahko vzamete katero koli stran odseka, preučite njene ravnotežne pogoje, sestavite ravnotežno enačbo in rešite notranjo silo na odsek. Posebni koraki za rešitev razdelka so naslednji.
Hipotetični rez: V prerezu, kjer iščemo notranjo silo (običajno prerez), je palica namišljeno razdeljena na dvoje s prerezom.
Zamenjava: Poljubno vzamemo del in učinek zavrženega dela na preostali del nadomestimo z ustrezno notranjo silo (silo ali parom sil), ki deluje na odsek.
Ravnovesje: Določite enačbo ravnotežja za preostali del in izračunajte neznano notranjo silo palice na odrezano površino na podlagi znane zunanje sile nanjo (v tem trenutku je notranja sila na odrezano površino zunanja sila za preostali del). Po osnovni predpostavki enakomernosti in kontinuitete bi morala biti poljubna sila po rezanju zvezno razporejena po odseku in na vsaki točki odseka obstajajo notranje sile, vendar je za poljuben sistem sil v prostoru samo šest pogojev ravnotežja, in vseh ne moremo rešiti. Notranja sila vsake točke. V skladu s poenostavitvijo sistema sil poenostavimo kateri koli sistem sil te notranje sile na točko preseka, običajno na težišče preseka, in dobimo glavni vektor in glavni moment, kot je prikazano na spodnji sliki.
Če za izhodišče vzamemo centroid preseka, določimo kartezični koordinatni sistem, kot je prikazano na sliki, os x je pravokotna na prečni prerez, to je vzdolž osi palice, osi y in z -osi so v presečni ravnini. Z razgradnjo glavnega vektorja na tri koordinatne osi lahko dobimo tri komponente: aksialno silo vzdolž osi x ter strižno silo vzdolž osi y in osi z.
slika
Razčlenitev glavnih momentov vzdolž treh koordinatnih osi daje tri komponente: navor vzdolž osi x, upogibne momente vzdolž osi y in osi z.
Teh šest komponent imenujemo tudi notranje sile, vendar je treba upoštevati, da je teh šest komponent rezultanta sile ali momenta notranjih sil. Kasnejša rešitev notranje sile palice je iskanje aksialne sile, strižne sile, navora in upogibnega momenta, ker te notranje sile ustrezajo osnovni deformaciji palice: napetostna in tlačna deformacija, strižna deformacija, torzijska deformacija, upogibna deformacija.
2. Pojem stresa
Napetost je porazdelitvena koncentracija notranje sile (napetost je za določeno "točko", ko želimo opisati napetost točke, moramo izpostaviti položaj te točke in orientacijo ravnine, ki poteka skozi to točko), da bi opisali napetost točke na odseku, vzemite mikroobmočje DA okoli te točke, kot je prikazano na sliki. Rezultanta sile sistema notranjih sil na to mikroobmočje je DF. Ker je to območje dovolj majhno, predpostavimo, da je notranja sila enakomerno porazdeljena, potem lahko dobimo povprečno napetost in nato vzamemo mejo povprečne napetosti, da dobimo skupno napetost ali skupno napetost te točke, smer skupna napetost se spreminja s položajem izbrane točke. Očitno je skupna napetost vektor, razmerje med njeno smerjo in odsekom pa je poljubno. Skupno napetost nato razdelimo na dve komponenti, eno imenujemo normalna napetost, pravokotna na prerez, drugo pa strižno napetost, tangentno na prerez.
pomeni stres
skupni stres (skupni stres)
Skupna napetost je razdeljena na: napetost, pravokotno na presek, se imenuje "normalna napetost", napetost znotraj preseka pa se imenuje "strižna napetost".
Enota napetosti: Pa, običajno uporabljena: MPa, GPa.
3. Premiki, deformacije in deformacije
1. Premik
Sprememba položaja točke v predmetu pred in po deformaciji, premik v materialni mehaniki ima linearni premik in kotni premik. Kot je prikazano na spodnji sliki, na prosti konec konzolnega nosilca deluje koncentrirana sila, ki se upogne in deformira. Če preučimo premik določenega odseka, kot je premik prostega konca, je očitno, da bo težišče odseka premaknjeno navzdol, kar ima za posledico linearni premik, hkrati pa normalna smer prerez se bo prav tako spremenil, kar pomeni, da se bo prerez vrtel, kar bo povzročilo kotni premik. premik.
2. Deformacija
Spremembe velikosti in oblike predmeta pod vplivom zunanje sile.
3. Precedite
Za merjenje stopnje deformacije na točki komponente je deformacija tudi za določeno "točko".
(1) Linearna deformacija (meri stopnjo spremembe velikosti točke v predmetu).
Kot je prikazano na sliki, pregledamo katero koli točko A v komponenti in vzamemo katero koli točko B blizu točke A. Dolžina AB je Dx. Komponenta se pod delovanjem zunanje sile deformira, obe točki A in B pa se premakneta na nove položaje. Razdalja med postane Dx plus Ds, ob predpostavki, da je deformacija enakomerna znotraj območja Dx, je mogoče dobiti povprečno linearno deformacijo
Vzamemo mejo zgornje formule, da dobimo deformacijo črte v točki A
Pri težavah z ravnino je na sliki prikazan majhen pravokotnik, črta delovanja zunanje sile pa postane pravokotnik, prikazan s pikčasto črto (velikost se spremeni). Če je deformacija enakomerna znotraj območja Dx in Dy, obstaja povprečna črta vzdolž deformacije v smeri x in y.
slika
Vzemite mejo, da dobite linearno deformacijo v smereh x in y
slika
(2) Kotna deformacija (meri stopnjo spremembe oblike točke v predmetu) se imenuje tudi strižna deformacija ali strižna deformacija.
Definirano kot sprememba pravega kota.
