Внутренние силовые факторы (усилия) возникают в результате деформации бруса, когда под действием внешних нагрузок происходит изменение взаимного расположения элементарных частиц тела.
По своей природе внутренние силовые факторы представляют собой взаимодействие частиц тела, обеспечивающее его целостность и совместность деформаций. Для определения этих усилий применяют метод сечений:
надо мысленно рассечь брус, находящийся в равновесии, на две части
и рассмотреть равновесие одной из них.
Действие усилий отброшенной части бруса заменим уравновешивающими рассматриваемую часть внутренней силой R и внутренним моментом M.
Для упрощения расчетов силу R и момент M принято раскладывать на составляющие усилия относительно осей координат x, y и z.
Таким образом, под действием внешних нагрузок в поперечном сечении бруса могут возникать следующие внутренние силовые факторы:
- Nz = N — продольная растягивающая (сжимающая) сила;
- Mz = T — крутящий (скручивающий) момент;
- Qx (Qy) = Q — поперечные силы;
- Mx (My) = M — изгибающие моменты.
Каждый внутренний силовой фактор определяется из соответствующего уравнения равновесия оставшейся после рассечения бруса части (уравнения статики):
Наш видеоурок построения эпюр внутренних силовых факторов для балки:
Правила знаков для внутренних силовых факторов
Для определения знаков внутренних усилий, возникающих в брусе при различных способах его нагружения, приняты следующие правила:
- при растяжении/сжатии — положительными являются растягивающие усилия;
- при кручении — положительны моменты, стремящиеся повернуть рассматриваемую часть вала против хода часовой стрелки;
- при изгибе — положительны моменты сжимающие верхний слой балки.
Эпюры внутренних силовых факторов
В инженерной практике особое место занимает умение ясно представить взаимодействие усилий в конструкции, а также связь между внешними и внутренними силами в элементах конструкции, для этого графически изображают внутренние силовые факторы в функции осевой координаты и называют эти графики — эпюрами.
Примеры решения задач >
Основные виды нагружения и деформаций >
