Pystytkö erottamaan selkeästi sisäisen voiman, jännityksen ja jännityksen käsitteet ja erot? Tule katsomaan kaikki tänään.
1. Sisäisen voiman käsite
1. Määritelmä
Sisäinen voima viittaa ulkoisen voiman aiheuttamaan vuorovaikutusvoimaan (lisämääräinen sisäinen voima) esineen vierekkäisten osien välillä. Ulkomaailman sauvaan kohdistamaa voimaa kutsutaan ulkoiseksi voimaksi.
Mikä tahansa esine koostuu äärettömän monesta hiukkasesta, komponentissa minkä tahansa kahden vierekkäisen hiukkasen välillä on vuorovaikutusvoima ja voiman suuruus liittyy hiukkasten suhteelliseen sijaintiin. Kun esineeseen kohdistuu ulkoinen voima, esine muuttaa muotoaan, sen sisäisten hiukkasten suhteellinen sijainti muuttuu ja niiden välinen vuorovaikutusvoima muuttuu vastaavasti. Kutsumme ulkoisen voiman tuottaman voiman muutosta sisäiseksi lisävoimaksi tai lyhyesti sisäiseksi voimaksi.
2. Sisäisen voiman laskentamenetelmä – leikkausmenetelmä
On selvää, että sisäinen voima on komponentin sisällä. Jos haluat ratkaista sisäisen voiman, sinun on paljastettava sisäinen voima. Tällä tavalla poikkileikkausmenetelmällä ratkaisemme sisäisen voiman poikkileikkausaseman tarpeiden mukaan. Hypoteettisesti leikattu leikkaus, alkuperäinen osa tasapainotetaan ja mikä tahansa osa leikkauksen jälkeen on myös tasapainotettu, eli mikä tahansa osa osan molemmilta puolilta on tasapainoisessa tilassa ulkoisen voiman ja osaan kohdistuvan sisäisen voiman vaikutuksesta. Siksi voit ottaa leikkauksen minkä tahansa puolen, tutkia sen tasapainoolosuhteita, muodostaa tasapainoyhtälön ja ratkaista leikkaukseen kohdistuvan sisäisen voiman. Tarkat vaiheet osion ratkaisemiseksi ovat seuraavat.
Hypoteettinen leikkaus: Poikkileikkauksessa, jossa sisäistä voimaa haetaan (yleensä poikkileikkaus), sauva jaetaan kuvitteellisesti kahteen poikkileikkauksella.
Korvaaminen: Ota osa mielivaltaisesti, ja poistetun osan vaikutus jäljellä olevaan osaan korvataan vastaavalla osaan vaikuttavalla sisäisellä voimalla (voimalla tai voimaparilla).
Tasapaino: Muodosta tasapainoyhtälö jäljellä olevalle osalle ja laske tangon tuntematon sisäinen voima katkaisupinnassa sen tunnetun ulkoisen voiman perusteella (tällä hetkellä katkaisupinnan sisäinen voima on ulkoinen voima jäljellä olevalle osalle). Tasaisuuden ja jatkuvuuden perusoletuksen mukaan mielivaltainen voima tulisi jakaa jatkuvasti leikkauksen jälkeen, ja sisäisiä voimia on leikkauksen jokaisessa pisteessä, mutta mielivaltaiselle voimajärjestelmälle avaruudessa on vain kuusi tasapainoehtoa, emmekä voi ratkaista niitä kaikkia. Jokaisen pisteen sisäinen voima. Voimajärjestelmän yksinkertaistamisen mukaan yksinkertaistamme minkä tahansa tämän sisäisen voiman voimajärjestelmän leikkauksen pisteeseen, yleensä leikkauksen painopisteeseen, ja saamme päävektorin ja päämomentin, kuten alla olevassa kuvassa näkyy.
Kun otetaan leikkauksen painopiste origoksi, määritä suorakulmainen koordinaattijärjestelmä kuvan osoittamalla tavalla, x-akseli on kohtisuorassa poikkileikkaukseen nähden eli tangon akselia pitkin ja y-akseli ja z -akselit ovat leikkaustasossa. Päävektorin hajottaminen kolmeen koordinaattiakseliin voi saada kolme komponenttia: aksiaalivoiman x-akselilla ja leikkausvoiman y-akselilla ja z-akselilla.
kuva
Päämomenttien hajottaminen kolmea koordinaattiakselia pitkin tuottaa kolme komponenttia: vääntömomentti x-akselilla, taivutusmomentit y-akselilla ja z-akselilla.
Kutsumme näitä kuutta komponenttia myös sisäisiksi voimiksi, mutta on huomattava, että nämä kuusi komponenttia ovat sisäisten voimien resultanttivoima tai momentti. Tangon sisäisen voiman ratkaiseminen myöhemmin on aksiaalivoiman, leikkausvoiman, vääntömomentin ja taivutusmomentin löytäminen, koska nämä sisäiset voimat vastaavat tangon perusmuodonmuutosta: veto- ja puristusmuodonmuutos, leikkausmuodonmuutos, vääntömuodonmuutos, taivutusmuodonmuutos .
2. Stressin käsite
Jännitys on sisäisen voiman jakautumiskeskittymä (jännitys on tietylle "pisteelle", kun halutaan kuvata pisteen jännitystä, tulee osoittaa tämän pisteen sijainti ja tämän pisteen läpi kulkevan tason suunta), kuvataksesi pisteen jännitystä leikkauksella ottamalla tämän pisteen ympäriltä mikroalue DA kuvan osoittamalla tavalla. Sisäisen voimajärjestelmän resultanttivoima tälle mikroalueelle on DF. Koska tämä alue on tarpeeksi pieni, oletetaan, että sisäinen voima on jakautunut tasaisesti, niin voimme saada keskimääräisen jännityksen ja ottaa sitten keskimääräisen jännityksen rajan saadaksemme tämän pisteen kokonaisjännityksen tai kokonaisjännityksen, pisteen suunnan. kokonaisjännitys muuttuu valitun pisteen sijainnin mukaan. On selvää, että kokonaisjännitys on vektori, ja sen suunnan ja leikkauksen välinen suhde on mielivaltainen. Jaamme sitten kokonaisjännityksen kahdeksi komponentiksi, joista toista kutsutaan leikkausta vastaan kohtisuoraksi normaaliksi jännitykseksi ja toista leikkausjännitystangentiksi.
tarkoittaa stressiä
kokonaisstressi (kokonaisstressi)
Kokonaisjännitys jakautuu seuraavasti: leikkausta vastaan kohtisuoraa jännitystä kutsutaan "normaaliksi jännitykseksi" ja osan sisällä olevaa jännitystä kutsutaan "leikkausjännitykseksi".
Jännitysyksikkö: Pa, yleensä käytetty: MPa, GPa.
3. Siirtyminen, muodonmuutos ja venymä
1. Siirtyminen
Kohteen pisteen sijainnin muutos ennen muodonmuutosta ja sen jälkeen, materiaalimekaniikassa siirtymällä on lineaarinen siirtymä ja kulmasiirtymä. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, keskitetty voima kohdistetaan ulokepalkin vapaaseen päähän, jolloin palkki taipuu ja muotoutuu. Jos tarkastelemme tietyn osan siirtymää, kuten vapaan pään siirtymää, on selvää, että leikkauksen painopiste siirtyy alaspäin, mikä johtaa lineaariseen siirtymään ja samalla normaalisuuntaan. myös osa muuttuu, eli osa pyörii, mikä johtaa kulmasiirtymään. siirtymä.
2. Muodonmuutos
Kohteen koon ja muodon muutokset ulkoisen voiman vaikutuksesta.
3. Siivilöi
Muodonmuutosasteen mittaamiseksi komponentin pisteessä on myös jännitys tietylle "pisteelle".
(1) Lineaarinen jännitys (mittaa objektin pisteen koon muutosasteen).
Kuten kuvasta näkyy, tarkastelemme mitä tahansa komponentin pistettä A ja otamme minkä tahansa pisteen B lähellä pistettä A. AB:n pituus on Dx. Komponentti deformoituu ulkoisen voiman vaikutuksesta ja molemmat pisteet A ja B siirtyvät uusiin paikkoihin. Välimatkasta tulee Dx plus Ds, olettaen, että muodonmuutos on tasainen Dx:n alueella, voidaan saada keskimääräinen lineaarinen jännitys
Otamme yllä olevan kaavan rajan saadaksemme viivavenymän pisteessä A
Tasotehtävissä kuvassa näkyy pieni suorakulmio ja ulkoisen voiman toimintalinjasta tulee pisteviivalla esitetty suorakulmio (koko muuttuu). Jos muodonmuutos on tasainen Dx:n ja Dy:n alueella, on x- ja y-suunnan jännitystä pitkin keskimääräinen viiva.
kuva
Ota raja vastaavasti saadaksesi lineaarisen jännityksen x- ja y-suunnassa
kuva
(2) Kulmajännitystä (mittaa kohteen pisteen muodon muutosasteen) kutsutaan myös leikkausjännitykseksi tai leikkausjännitykseksi.
Määritelty oikean kulman muutokseksi.
