Зовнішні сили і внутрішні зусилля. Метод перерізів

Зовнішніми називаються сили, що впливають з боку тіл, які не вхо-
дять до даної системи. Зовнішні сили розподіляються на об'ємні і поверх-
неві.
Об'ємні сили розподілені за об'ємом тіла і прикладені до кожної його
частинки (сила ваги, сила магнітного тяжіння).
Поверхневі сили прикладені до ділянок поверхні і характеризують
безпосередню контактну взаємодію даного об’єкта з навколишніми тілами.
До зовнішніх сил включаються і реакції зв'язків, що доповнюють си-
стему сил до рівнодіючої.
Хай стрижень навантажений будь-якою, але взаємно урівноваженою
системою сил Р1, Р2, Рn (рис 1).

Рисунок 1

При збільшенні цих сил може наступити момент, коли стрижень
руйнуватиметься або його деформація стане дуже великою.
Ці процеси можуть відбуватися тому, що в окремих місцях усередині
стрижня виникають зусилля, величини яких досягають величин сил між-
молекулярного зчеплення. Отже, безпосередньою причиною руйнування є
ті внутрішні зусилля, які виникають в стрижні при дії заданих наванта-
жень.
Величини внутрішніх зусиль визначаються методом перерізів, який
називають також методом РВЗВ (за першими буквами слів).
Суть його полягає в наступному:
- Розсікаємо (у думках) стрижень за перерізом А, в якому слід ви-
значити величину внутрішніх зусиль (рис.1.8). Зазвичай стрижень розсіка-
ють площиною перпендикулярною до осі стрижня.
- Відкидаємо яку-небудь частину стрижня (зазвичай ту, до якої при-
кладено більше сил).
- Заміняємо сили, що діють на частину, яка залишилася, головним
вектором R і головним моментом M .
- Врівноважуємо частину, що залишилася, оскільки до розрізу стри-
жня вона знаходилася в рівновазі.

Рисунок 2


Спроектувавши головний вектор і головний момент внутрішніх сил
на осі x ,y, z, одержимо шість внутрішніх силових факторів (див. рис.2):
три сили (N, Qy, Qz) і три моменти (Mx, My, Mz).
Ці величини називають внутрішніми зусиллями в перерізі стрижня,
для яких прийняті наступні назви:
N – подовжня сила;
Qy, Qz – поперечні сили;
My, Mz – згинальні моменти;
Mx – крутний момент (іноді позначають Mкр).
Цим чотирьом видам внутрішніх зусиль відповідають чотири види
деформації стрижня:
1 Розтягування (або стискання), при якому в поперечних перерізах
виникає тільки подовжня сила N.
2 Зсув, при якому в поперечних перерізах виникає тільки поперечна
сила Qy (або Qz).
3 Згинання, при якому в поперечних перерізах виникає тільки Мy або
M(чисте згинання ). Якщо в поперечних перерізах виникає і поперечна
сила Q, то такий вид згинання називається поперечним.
4 Кручення, при якому в поперечних перерізах виникає тільки крут-
ний момент Mx  (Mx = Мкр).

Остання версія: Wednesday, 17 December 2014, 10:43