Внешние и внутренние силы. Метод сечений

Нагрузки по отношению к нагруженному ими телу являются внешними силами. Различают сосредоточенные() и распределенныесилы (), моментысил () и силы реакций.

Сосредоточенные силы() – это внешние силы, передаваемые на тело через площадку, размеры которой очень малы по сравнению с размерами этого тела. Например, давление колес на рельсы. Измеряют в единицах силы [кг, Н].

Распределенныесилы (), это силы, приложенные непрерывно по длине или площади тела. Например, собственный вес бруса представляет нагрузку, распределенную по длине его, а вес снега на плоской крыше – распределенную нагрузку по площади крыши. Измеряют [кг/м, кг/м², Н/м, Н/м²], соответственно.

Сосредоточенные силы, приведенные к заданной точке конструкции вызывают также, сосредоточенные моменты или пары сил . Измеряют [кг·м, Н·м].

Статическиенагрузки – нагрузки, величина которых возрастает от нуля до их максимального значения медленно (ускорениями можем пренебречь).

Динамическиенагрузки – это нагрузки, изменяющиеся со значительным ускорениями: внезапные (наезд колеса локомотива на мост); ударные (удар копра по забиваемой свае); повторно-переменные (давление пара, повторно передаваемое на шток поршня паровой машины).

Рассмотрим произвольный брус, нагруженный самоуравновешенной системой сил (рис. 3.5.):

 

Рис. 3.5. Приведение внешних нагрузок

Чтобы найти внутренние силы воспользуемся методом сечений РОЗУ(рис.3.5).

Р – разрезаем произвольной плоскостью на А и В. О – отбрасываем одну из этих частей, например, В (рис. 3.6.а). Рассмотрим оставшуюся часть(рис. 3.6.б).

З – заменяем. Внутренние силы мы заменяем главным вектором и главным моментом. У – уравновешиваем.

 

б)

 

 

а)

 

 

в)

 

 

Рис. 3.6. Метод сечений РОЗУ

Раскладываем главный вектор и главный момент в плоскости на оси (рис. 3.6.в).

Внутренние силовые факторы:

Q_x, Q_y – вызывают сдвиг – перерезывающие поперечные силы;

N – нормальная продольная сила, растяжение, сжатие бруса;

М_z – крутящий момент;

М_x, М_y – изгибающий момент (рис. 3.6.в).

В общем случае нагружения в сечении действуют 6 внутренних факторов.

График изменения внутреннего фактора при передвижении вдоль оси стержня называется – эпюрой.