3.Растяжение и сжатие.

Растяжением или сжатием называют вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор — продольная сила. Продольные силы меняются по длине бруса.

Если продольная сила направлена от сечения, то брус растянут. Растяжение считают положительной деформацией (рис. 20.1а).

Если продольная сила направлена к сечению, то брус сжат. Сжатие считают отрицательной деформацией (рис. 20.16).

4.Постоение эпюр продольной силы и нормальных напряжений.

Р ассмотрим брус, нагруженный внешними силами вдоль оси. Брус закреплен в стене (закрепление «заделка») (рис. 20.2а).

Делим брус на участки нагружения.

Участком нагружения считают часть бруса между внешними силами.

На представленном рисунке 3 участка нагружения.

Воспользуемся методом течений и определим внутренние силовые факторы внутри каждого участка.

Расчет начинаем со свободного конца бруса, чтобы не определять величины реакций в опорах. Рис.20.2а

Участок 1: ΣFz = 0; - 3F + N1 = 0; N1 = 3F. Продольная сила положительна, участок 1 растянут.

Участок 2: ΣFz = 0; -3F + 2F + N2 = 0; N2 = = F. Продольная сила положительна, участок 2 растянут.

Участок 3: ΣFz = 0; -3F + 2F + 5F - N3 = 0; N3 = 4F. Продольная сила отрицательна, участок 3 сжат. Полученное значение Nз равно реакции в заделке.

5.Сдвиг – Срез.

Сдвигом (срезом) называется такой вид деформации, при которой в любом поперечном сечении бруса возникает только поперечная сила. На сдвиг работают заклепки, болты шарнирных соединений, цапфы крепления стоек шасси, пальцы соединения тяг, поршневые пальцы, стенки лонжеронов крыла и др. элементы конструкций. Простейшим примером сдвига является резание ножницами. При сдвиге поперечные сечения бруса смещаются, оставаясь в параллельных плоскостях.

Если напряжения при сдвиге превосходят предел прочности материала, происходит разрушение, называемое срезом.

Напряжённое состояние прямоугольного параллелепипеда, на четырёх гранях которого действуют только одни касательные напряжения, называется чистым сдвигом.

Условие прочности при сдвиге

,где

Q- поперечная сила;

A-площадь поперечного сечения.

6.Изгиб.

Изгиб — вид деформации, при котором происходит искривление осей прямых брусьев или изменение кривизны осей кривых брусьев. Изгиб связан с возникновением в поперечных сечениях бруса изгибающих моментов. Прямой изгиб возникает в случае, когда изгибающий момент в данном поперечном сечении бруса действует в плоскости, проходящей через одну из главных центральных осей инерции этого сечения. В случае, когда плоскость действия изгибающего момента в данном поперечном сечении бруса не проходит ни через одну из главных осей инерции этого сечения, называется косым.

Если при прямом или косом изгибе в поперечном сечении бруса действует только изгибающий момент, то соответственно имеется чистый прямой или чистый косой изгиб. Если в поперечном сечение действует также и поперечная сила, то имеется поперечный прямой или поперечный косой изгиб.

Часто термин «прямой» в названии прямого чистого и прямого поперечного изгиба не употребляют и их называют соответственно чистым изгибом и поперечным изгибом.

,где

М- изгибающий момент;

W- осевой момент сопротивления - геометрическая характеристика сечения, т.е. кроме площади учитывается расстояние от оси до исследуемого слоя.

Существуют частные случаи, определяющие изгибающий момент:

1.Если на конце балки приложены сосредоточенные силы, то величина изгибающих моментов равна нулю.

2. Если на конце балки приложены внешний момент, то изгибающий момент будет равен этому моменту.

3.Если сосредоточенный момент приложен в любом месте балки, то в этой точке изгибающий момент имеет два значения.