Архив рубрики: Напряжения

Напряжения

Напряжение – это интенсивность внутренних сил, проходящих через площадку.       Рассмотрим схему, согласно которой стержень нагружен силой F (рис. слева).

2014-09-01 21-04-42 Скриншот экрана

Силу F можно разложить на составляющие Nz = Fsina (вдоль продольной оси) и  Qx = Fcosa (поперек продольной оси). Как известно, сила Nz является продольной, а сила Qx– поперечной. Проведем сечение 1 – 1 (рис справа) и рассмотрим, какие напряжения будут возникать в этом сечении.

2014-09-01 21-21-31 Скриншот экрана

На площадках,  перпендикулярных оси стержня,  будут возникать нормальные σ (сигма – греч.) — от действия продольной силы) и касательные напряжения τ (тау – греч. —  от действия поперечной силы). Нормальные напряжения всегда действуют перпендикулярно рассматриваемой площадке (второе название перпендикуляра – нормаль, поэтому напряжения и называются нормальными), а касательные – в плоскости этой площадки (касаются площадки). Согласно определению напряжения получаем формулы:

2014-09-06 15-54-02 Скриншот экрана

 Это формулы нормального  и касательного напряжений, где А – площадь сечения стержня.

Касательные и нормальные напряжения имеют различную физическую природу. Касательные напряжения связаны со сдвигом (срезом) частиц по плоскости сечения, а нормальные возникают при  отрыве или сближении, т.е. при растяжении или сжатии. При разрезании бумаги ножницами возникают касательные напряжения (срез), при разрыве стержня возникают нормальные напряжения (растяжение).

Напряжения имеют размерность – Па (паскаль). Эта единица достаточно мала, поэтому в расчетах применяется МПа (мегапаскаль).

2014-09-06 15-57-01 Скриншот экрана