Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
04. Конспект лекций.docx
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
1.82 Mб
Скачать

4.2.1 Линейное напряженное состояние

Линейным или одноосным называется напряженное состояние, при котором два из трех главных напряжений равны нулю (рис.4.6).

Примером линейного напряженного состояния может служить осевое растяжение-сжатие.

Рассмотрим задачу определения напряжений в площадке общего положения. Угол наклона этой площадки α будем отмерять от направления 1 до нормали к площадке . Примем, что положительный угол α откладывается против хода часовой стрелки, а отрицательный по ходу часовой стрелки. Направим ось х вдоль нормали , ось у – перпендикулярно ей. Расчетная схема для определения напряжений s x и t ху представлена на рис. 4.7. Получим:

Рис. 4.6 Рис. 4.7

,

где - площадь наклонной площадки;

- площадь поперечного сечения, перпендикулярного к 1;

- полное напряжение, действующее по наклонной площадке.

Учитывая, что , получим:

.

Раскладывая pa на направление осей х и у, получим

,

Рассмотрим площадку b, перпендикулярную площадке a, угол .

Направим ось y по нормали к этой площадке. Нормальные напряжения, действующие по этой площадке равны

.

Складывая sх и sу, получим sx + sy = s1 = const, т.е. сумма нормальных напряжений по двум взаимно перпендикулярным площадкам величина постоянная и равна главному напряжению.

Касательные напряжения, действующие по наклонной площадке b

,

т.е. справедлив закон парности касательных напряжений.

Нормальные напряжения sx по наклонной площадке a достигают максимального значения при a = 0, т.е. в поперечном сечении.

Касательные напряжения τxy по наклонной площадке a достигают максимального значения при a = ± 450.

4.2.2 Плоское напряженное состояние

Плоским или двухосным называется напряженное состояние, при котором одно из трех главных напряжений равно нулю (рис.4.8).

Рассмотрим задачу определения напряжений в площадке общего положения (прямая задача).

.Определим напряжения sx и txy, действующие по любой наклонной площадке a по известным главным напряжениям 1 и 2 , т.е. решим так называемую прямую задачу теории напряженного состояния.

Для решения этой задачи воспользуемся принципом независимости действия сил. Представим плоское напряженное состояние в виде суммы двух независимых линейных напряженных состояний: первое – при действии только напряжений s1, второе – при действии только напряжений s2 (рис.4.9).

От каждого из напряжений s1, s2 напряжения sx1, sx2 и txy1,txy2 в произвольной площадке равны

; ;

; .

Таким образом, суммируя напряжения, возникшие при каждом линейном напряженном состоянии, получим

(4.1)

.

Если рассмотреть площадку с углом наклона , перпендикулярную к площадке a, то можно доказать как и для линейного напряженного состояния, что

(4.2)

Суммируя нормальные напряжения, действующие по взаимно перпендикулярным произвольным площадкам, получим

.

Сравнивая величины касательных напряжений, получим

.

Наибольшие касательные напряжения действуют по площадкам, наклоненным к главным под углом a = 45о

.