Vai varat skaidri atšķirt jēdzienus un atšķirības starp iekšējo spēku, stresu un spriedzi? Nāciet redzēt to visu šodien.
1. Iekšējā spēka jēdziens
1. Definīcija
Iekšējais spēks attiecas uz mijiedarbības spēku (papildu iekšējo spēku) starp blakus esošajām objekta daļām, ko izraisa ārējs spēks. Spēku, ko uz stieni iedarbojas ārpasaule, sauc par ārējo spēku.
Jebkurš objekts sastāv no bezgala daudzām daļiņām, komponentā pastāv mijiedarbības spēks starp jebkurām divām blakus esošām daļiņām, un spēka lielums ir saistīts ar daļiņu relatīvo stāvokli. Kad objektu pakļauj ārējam spēkam, objekts deformējas, mainās tā iekšējo daļiņu relatīvais stāvoklis un attiecīgi mainās mijiedarbības spēks starp tām. Ārējā spēka radītā spēka maiņu mēs saucam par papildu iekšējo spēku vai saīsināti iekšējo spēku.
2. Iekšējā spēka aprēķināšanas metode — griezuma metode
Acīmredzot iekšējais spēks ir komponenta iekšpusē. Ja vēlaties atrisināt iekšējo spēku, jums ir jāatmasko iekšējais spēks. Tādā veidā mēs izmantojam šķērsgriezuma metodi, lai atrisinātu iekšējā spēka šķērsgriezuma stāvokli atbilstoši vajadzībām. Hipotētiski nogriežot sekciju, sākotnējais elements ir līdzsvarots, un jebkura daļa pēc griešanas arī tiek līdzsvarota, tas ir, jebkura daļa abās sekcijas pusēs atrodas līdzsvarotā stāvoklī, iedarbojoties uz sekciju ārējais spēks un iekšējais spēks. Tāpēc jūs varat paņemt jebkuru sekcijas pusi, izpētīt tās līdzsvara apstākļus, izveidot līdzsvara vienādojumu un atrisināt sekcijas iekšējo spēku. Konkrētās darbības sadaļas atrisināšanai ir šādas.
Hipotētisks griezums: šķērsgriezumā, kurā tiek meklēts iekšējais spēks (parasti šķērsgriezumā), stienis ir iedomāti sadalīts divās daļās ar šķērsgriezumu.
Aizstāšana: paņemiet daļu patvaļīgi, un izmestās daļas ietekme uz atlikušo daļu tiek aizstāta ar attiecīgo iekšējo spēku (spēku vai spēka pāri), kas iedarbojas uz sekciju.
Līdzsvars: izveidojiet līdzsvara vienādojumu atlikušajai daļai un aprēķiniet nezināmo stieņa iekšējo spēku uz nogriešanas virsmu, pamatojoties uz zināmo ārējo spēku uz to (šobrīd iekšējais spēks uz nogriešanas virsmu ir ārējais spēks atlikušajai daļai). Saskaņā ar pamatpieņēmumu par viendabīgumu un nepārtrauktību, patvaļīgs spēks pēc griešanas ir nepārtraukti jāsadala uz sekciju, un iekšējie spēki ir katrā sekcijas punktā, bet patvaļīgai spēku sistēmai telpā ir tikai seši līdzsvara nosacījumi, un mēs nevaram tos visus atrisināt. Katra punkta iekšējais spēks. Saskaņā ar spēku sistēmas vienkāršošanu mēs vienkāršojam jebkuru šī iekšējā spēka spēku sistēmu līdz sekcijas punktam, parasti līdz sekcijas centram, un iegūstam galveno vektoru un galveno momentu, kā parādīts attēlā zemāk.
Par sākuma punktu ņemot sekcijas centroīdu, izveido Dekarta koordinātu sistēmu, kā parādīts attēlā, x ass ir perpendikulāra šķērsgriezumam, tas ir, gar stieņa asi, un y asi un z -ass atrodas griezuma plaknē. Sadalot galveno vektoru uz trim koordinātu asīm, var iegūt trīs komponentus: aksiālo spēku gar x asi un bīdes spēku gar y asi un z asi.
bilde
Sadalot galvenos momentus pa trim koordinātu asīm, tiek iegūti trīs komponenti: griezes moments pa x asi, lieces momenti pa y asi un z asi.
Šīs sešas sastāvdaļas mēs saucam arī par iekšējiem spēkiem, taču jāņem vērā, ka šīs sešas sastāvdaļas ir iekšējo spēku rezultējošais spēks vai moments. Atrisinot stieņa iekšējo spēku vēlāk, ir jāatrod aksiālais spēks, bīdes spēks, griezes moments un lieces moments, jo šie iekšējie spēki atbilst stieņa pamata deformācijai: stiepes un spiedes deformācija, bīdes deformācija, vērpes deformācija, lieces deformācija.
2. Stresa jēdziens
Spriegums ir iekšējā spēka sadalījuma koncentrācija (spriegums ir noteiktam "punktam", ja mēs vēlamies aprakstīt punkta spriegumu, mums jānorāda šī punkta atrašanās vieta un plaknes orientācija, kas iet caur šo punktu), lai aprakstītu posma punkta spriegumu, ap šo punktu ņem mikrozonu DA, kā parādīts attēlā. Iekšējā spēka sistēmas rezultējošais spēks uz šo mikrozonu ir DF. Tā kā šis laukums ir pietiekami mazs, mēs pieņemam, ka iekšējais spēks ir vienmērīgi sadalīts, tad mēs varam iegūt vidējo spriegumu un pēc tam ņemt vidējā sprieguma robežu, lai iegūtu šī punkta kopējo spriegumu vai kopējo spriegumu. kopējais spriegums mainās līdz ar izvēlētā punkta pozīciju. Acīmredzot kopējais spriegums ir vektors, un attiecības starp tā virzienu un griezumu ir patvaļīgas. Pēc tam kopējo spriegumu sadalām divās komponentēs, vienu sauc par parasto spriegumu, kas ir perpendikulārs sekcijas daļai, bet otru sauc par bīdes spriegumu, kas pieskaras sekcijas daļai.
nozīmē stresu
kopējais stress (kopējais stress)
Kopējais spriegums tiek sadalīts: spriegumu, kas ir perpendikulārs šķērsgriezumam, sauc par "parasto spriegumu", un spriegumu sekcijas iekšpusē sauc par "bīdes spriegumu".
Sprieguma mērvienība: Pa, parasti lieto: MPa, GPa.
3. Nobīde, deformācija un deformācija
1. Nobīde
Punkta pozīcijas maiņa objektā pirms un pēc deformācijas, nobīdei materiāla mehānikā ir lineāra nobīde un leņķiskā nobīde. Kā parādīts attēlā zemāk, konsoles sijas brīvajam galam tiek pielikts koncentrēts spēks, un sija izliecas un deformējas. Ja mēs pārbaudām noteiktas sekcijas nobīdi, piemēram, brīvā gala nobīdi, ir acīmredzams, ka sekcijas centram būs nobīde uz leju, kā rezultātā radīsies lineāra nobīde un tajā pašā laikā normālais virziens. sadaļa arī mainīsies, tas ir, sadaļa griezīsies, kā rezultātā radīsies leņķiskā nobīde. pārvietošanās.
2. Deformācija
Objekta izmēra un formas izmaiņas ārēja spēka ietekmē.
3. Celms
Lai izmērītu deformācijas pakāpi komponenta punktā, deformācija ir arī noteiktam "punktam".
(1) Lineārā deformācija (mēra objekta punkta izmēra izmaiņu pakāpi).
Kā parādīts attēlā, mēs pārbaudām jebkuru komponenta punktu A un ņemam jebkuru punktu B netālu no punkta A. AB garums ir Dx. Komponents deformējas ārējā spēka ietekmē, un abi punkti A un B tiek pārvietoti jaunās pozīcijās. Attālums starp kļūst Dx plus Ds, pieņemot, ka deformācija ir vienmērīga Dx diapazonā, var iegūt vidējo lineāro deformāciju
Mēs ņemam iepriekš minētās formulas robežu, lai iegūtu līnijas deformāciju punktā A
Plaknes problēmām attēlā ir parādīts mazs taisnstūris, un ārējā spēka darbības līnija kļūst par taisnstūri, kas parādīts ar punktētu līniju (izmērs mainās). Ja deformācija ir vienmērīga Dx un Dy diapazonā, ir vidējā līnija gar x un y virzienu deformāciju.
bilde
Attiecīgi ņemiet robežu, lai iegūtu lineāro deformāciju x un y virzienā
bilde
(2) Leņķisko deformāciju (mēra objekta punkta formas izmaiņu pakāpi) sauc arī par bīdes deformāciju vai bīdes deformāciju.
Definēts kā izmaiņas taisnā leņķī.
