Tista' tiddistingwi b'mod ċar il-kunċetti u d-differenzi bejn il-forza interna, l-istress u t-tensjoni? Ejja ara kollox illum.
1. Il-kunċett tal-forza interna
1. Definizzjoni
Il-forza interna tirreferi għall-forza ta 'interazzjoni (forza interna addizzjonali) bejn partijiet ħdejn xulxin f'oġġett ikkawżat minn forza esterna. Il-forza eżerċitata fuq il-virga mid-dinja ta 'barra tissejjaħ forza esterna.
Kwalunkwe oġġett huwa magħmul minn ħafna partiċelli infinitament, hemm forza ta 'interazzjoni bejn kwalunkwe żewġ partiċelli ħdejn il-komponent, u l-kobor tal-forza huwa relatat mal-pożizzjoni relattiva tal-partiċelli. Meta oġġett ikun soġġett għal forza esterna, l-oġġett jiddeforma, il-pożizzjoni relattiva tal-partiċelli interni tiegħu tinbidel, u l-forza ta 'interazzjoni bejniethom tinbidel kif xieraq. Aħna nsejħu l-bidla tal-forza prodotta mill-forza esterna l-forza interna addizzjonali, jew forza interna fil-qosor.
2. Metodu ta 'kalkolu tal-forza interna—metodu tas-sezzjoni
Ovvjament, il-forza interna hija ġewwa l-komponent. Jekk trid issolvi l-forza interna, trid tesponi l-forza interna. B'dan il-mod, nużaw il-metodu tas-sezzjoni trasversali biex issolvi l-pożizzjoni tas-sezzjoni trasversali tal-forza interna skont il-ħtiġijiet. Ipotetikament aqta 's-sezzjoni, il-membru oriġinali huwa bilanċjat, u kwalunkwe parti wara t-tqattigħ hija wkoll bilanċjata, jiġifieri, kwalunkwe parti fuq iż-żewġ naħat tas-sezzjoni hija fi stat bilanċjat taħt l-azzjoni ta' forza esterna u forza interna fuq is-sezzjoni. Għalhekk, tista 'tieħu kwalunkwe naħa tas-sezzjoni, tistudja l-kundizzjonijiet tal-ekwilibriju tagħha, tistabbilixxi ekwazzjoni tal-bilanċ, u ssolvi l-forza interna fuq is-sezzjoni. Il-passi speċifiċi biex issolvi t-taqsima huma kif ġej.
Qtugħ ipotetiku: Fil-cross-section fejn il-forza interna hija mfittxija (ġeneralment il-cross-section), il-virga hija immaġinarja maqsuma fi tnejn mill-cross-section.
Sostituzzjoni: Ħu parti b'mod arbitrarju, u l-effett tal-parti mormija fuq il-parti li jifdal jiġi sostitwit mill-forza interna korrispondenti (forza jew forza koppja) li taġixxi fuq is-sezzjoni.
Bilanċ: Stabbilixxi ekwazzjoni tal-bilanċ għall-parti li jifdal, u kkalkula l-forza interna mhux magħrufa tal-virga fuq il-wiċċ tal-qtugħ ibbażat fuq il-forza esterna magħrufa fuqha (f'dan iż-żmien, il-forza interna fuq il-wiċċ tal-qtugħ hija forza esterna għall-parti li jifdal). Skont is-suppożizzjoni bażika tal-uniformità u l-kontinwità, forza arbitrarja għandha titqassam kontinwament fuq is-sezzjoni wara l-qtugħ, u hemm forzi interni f'kull punt tas-sezzjoni, iżda hemm biss sitt kundizzjonijiet ta 'ekwilibriju għal sistema ta' forza arbitrarja fl-ispazju, u ma nistgħux insolvuhom kollha. Il-forza interna ta 'kull punt. Skont is-simplifikazzjoni tas-sistema tal-forza, nissimplifikaw kwalunkwe sistema ta 'forza ta' din il-forza interna għal punt tas-sezzjoni, ġeneralment lejn iċ-ċentru tas-sezzjoni, u nikseb vettur prinċipali u mument prinċipali, kif muri fil-figura hawn taħt.
Meta tieħu ċ-ċentru tas-sezzjoni bħala l-oriġini, stabbilixxi sistema ta 'koordinati Kartesjani kif muri fil-figura, l-assi x hija perpendikolari għas-sezzjoni trasversali, jiġifieri tul l-assi tal-virga, u l-assi y u z -assi huma fil-pjan tas-sezzjoni. Id-dekompożizzjoni tal-vettur prinċipali għat-tliet assi koordinati tista 'tikseb tliet komponenti: il-forza axjali tul l-assi x, u l-forza ta' shear tul l-assi y u l-assi z.
stampa
Id-dekompożizzjoni tal-mumenti prinċipali tul it-tliet assi koordinati tagħti tliet komponenti: torque tul l-assi x, mumenti ta 'liwi tul l-assi y u l-assi z.
Aħna nsejħu wkoll dawn is-sitt komponenti forzi interni, iżda għandu jiġi nnutat li dawn is-sitt komponenti huma l-forza riżultanti jew il-mument tal-forzi interni. Is-soluzzjoni tal-forza interna tal-bar aktar tard hija li ssib il-forza assjali, il-forza tal-shear, it-torque u l-mument tal-liwi, minħabba li dawn il-forzi interni jikkorrispondu għad-deformazzjoni bażika tal-bar: deformazzjoni ta 'tensjoni u kompressjoni, deformazzjoni shear, deformazzjoni torsjonali, deformazzjoni tal-liwi .
2. Il-kunċett ta 'stress
L-istress huwa l-konċentrazzjoni tad-distribuzzjoni tal-forza interna (l-istress huwa għal ċertu "punt", meta rridu niddeskrivu l-istress ta 'punt, għandna nirrimarkaw il-pożizzjoni ta' dan il-punt u l-orjentazzjoni tal-pjan li jgħaddi minn dan il-punt), sabiex tiddeskrivi l-istress ta 'punt fuq is-sezzjoni , ħu mikro-żona DA madwar dan il-punt, kif muri fil-figura. Il-forza riżultanti tas-sistema tal-forza interna fuq din il-mikro-żona hija DF. Peress li din iż-żona hija żgħira biżżejjed, nassumu li l-forza interna hija mqassma b'mod uniformi, allura nistgħu niksbu l-istress medju, u mbagħad nieħdu l-limitu tal-istress medju biex niksbu l-istress totali jew l-istress totali ta 'dan il-punt , id-direzzjoni tal- l-istress totali jinbidel bil-pożizzjoni tal-punt magħżul. Ovvjament, l-istress totali huwa vettur, u r-relazzjoni bejn id-direzzjoni tiegħu u s-sezzjoni hija arbitrarja. Imbagħad niddekomponu l-istress totali f'żewġ komponenti, wieħed jissejjaħ stress normali perpendikolari għas-sezzjoni, u l-ieħor jissejjaħ shear stress tanġent għas-sezzjoni.
stress medju
stress totali (stress totali)
L-istress totali huwa dekompost fi: l-istress perpendikolari għas-sezzjoni jissejjaħ "stress normali", u l-istress ġewwa s-sezzjoni jissejjaħ "shear stress".
L-unità tal-istress: Pa, normalment użata: MPa, GPa.
3. Spostament, deformazzjoni u tensjoni
1. Spostament
Il-bidla fil-pożizzjoni ta 'punt fl-oġġett qabel u wara d-deformazzjoni, l-ispostament fil-mekkanika tal-materjal għandu spostament lineari u spostament angolari. Kif muri fil-figura hawn taħt, forza kkonċentrata hija applikata għat-tarf ħieles tar-raġġ tal-cantilever, u r-raġġ jitgħawweġ u jiddeforma. Jekk neżaminaw l-ispostament ta 'ċerta sezzjoni, bħall-ispostament tat-tarf ħieles, huwa ovvju li ċ-ċentru tas-sezzjoni se jkollu spostament 'l isfel, li jirriżulta fi spostament lineari, u fl-istess ħin, id-direzzjoni normali ta' is-sezzjoni se tinbidel ukoll, jiġifieri, is-sezzjoni se ddur, li tirriżulta fi spostament angolari. spostament.
2. Deformazzjoni
Bidliet fid-daqs u l-forma ta 'oġġett taħt l-azzjoni ta' forza esterna.
3. Strain
Biex tkejjel il-grad ta 'deformazzjoni f'punt ta' komponent, ir-razza hija wkoll għal ċertu "punt".
(1) Strain lineari (tkejjel il-grad ta 'bidla fid-daqs ta' punt f'oġġett).
Kif muri fil-figura, aħna neżaminaw kwalunkwe punt A fil-komponent, u nieħdu kwalunkwe punt B ħdejn il-punt A. It-tul ta 'AB huwa Dx. Il-komponent jiddeforma taħt l-azzjoni tal-forza esterna, u ż-żewġ punti A u B huma spostati għal pożizzjonijiet ġodda. Id-distanza bejn issir Dx flimkien ma 'Ds, jekk wieħed jassumi li d-deformazzjoni hija uniformi fil-medda ta' Dx, tista' tinkiseb ir-razza lineari medja
Nieħdu l-limitu tal-formula ta 'hawn fuq biex niksbu r-razza tal-linja fil-punt A
Għal problemi tal-pjan, rettangolu żgħir jidher fil-figura, u l-linja ta 'azzjoni tal-forza esterna ssir rettangolu muri b'linja bit-tikek (id-daqs jinbidel). Jekk id-deformazzjoni hija uniformi fil-medda ta 'Dx u Dy, hemm linja medja tul ir-razza tad-direzzjonijiet x u y.
stampa
Ħu l-limitu rispettivament biex tikseb ir-razza lineari fid-direzzjonijiet x u y
stampa
(2) Strain angolari (tkejjel il-grad ta 'bidla fil-forma ta' punt f'oġġett) tissejjaħ ukoll shear strain jew shear strain.
Iddefinit bħala l-bidla fl-angolu rett.
