Рассмотрим брус, нагруженный внешними силами вдоль оси. Брус закреплен в стене (закрепление «заделка») (рис. 2а). Делим брус на участки нагружения.
Рисунок 2-а. Деление бруса на участки нагружения.
Участком нагружения считают часть бруса между внешними силами.
На представленном рисунке 3 участка нагружения.
Воспользуемся методом сечений и определим внутренние силовые факторы внутри каждого участка.
Расчет начинаем со свободного конца бруса, чтобы не определять величины реакций в опорах.
Продольная сила положительна, участок 1 растянут.
Продольная сила положительна, участок 2 растянут.
Продольная сила отрицательна, участок 3 сжат.
Полученное значение N3 равно реакции в заделке.
Под схемой бруса строим эпюру продольной силы (рис. 2, б).
Рисунок 2-б. Построение эпюр продольной силы по участкам нагружения.
Напряжения при растяжении и сжатии
При растяжении и сжатии в сечении действует только нормальное напряжение.
Напряжения в поперечных сечениях рассматриваются как силы, приходящиеся на единицу площади.
|
|
Таким образом, направление и знак напряжения в сечении совпадают с направлением и знаком силы в сечении (рис. 3).
Рисунок 3.Направление и знак напряжения в сечении бруса (стержня).
Исходя из гипотезы плоских сечений, можно предположить, что напряжения при растяжении и сжатии в пределах каждого сечения не меняются. Поэтому напряжение можно рассчитать по формуле
где Nz — продольная сила в сечении;
А — площадь поперечного сечения.