Инженерная геология, буровые работы  
 

| на главную | к оглавлению |

Напряженное состояние в точке. Уравнения равновесия



Оригинальные тексты для сайтов и веб-проектов. Копирайт, рерайт, переводы.
Профессиональное наполнение вебсайтов уникальным контентом и новостями.
Оптимизированные тематичные тексты и фото по низкой стоимости. Надёжно.


Чтобы охарактеризовать напряженное состояние в произвольной точке тела, находящегося в равновесном состоянии в общем случае нагружения, выделим в ее окрестности некоторый объем в виде элементарного параллелепипеда, грани которого перпендикулярны координатным осям (рис. 10.1).

        Если размеры параллелепипеда уменьшать, он будет стягиваться в эту точку. В пределе (dx, dy, dz ® 0) все грани параллелепипеда пройдут через рассматриваемую точку и напряжения на соответствующих плоскостях параллелепипеда могут рассматриваться как напряжения в исследуемой точке.

        Полное напряжение, возникающее на площадке параллелепи­педа может быть разложено на три составляющие, одну по нормали к площадке и две в ее плоскости.

Рис. 10.1

        Нормальное и касательное напряжение обозначаются через s и t, соответственно, с двумя индексами: sxx syy ,..., tzx . Первый индекс соответствует координатной оси, перпендикулярной к площадке на которой действует данное напряжение, а второй - оси, вдоль которой оно направлено. Поскольку, у нормальных напряжений оба индекса одинаковы, то для них применяют и одномерную индексацию: sxx sx , syy sy , и szz sz . Ориентация осей является произвольной.

     Правило знаков примем следующее: если внешняя нормаль к площадке совпадает по направлению с положительным направлением соответствующей оси, то напряжение считается положительным, если оно   направлено  вдоль  положительного направления оси, вдоль которой оно действует.  Так, на рис. 10.1 все напряжения положительные.

        Из трех условий равновесия параллелепипеда в виде суммы моментов относительно координатных осей достаточно просто получить важные утверждения, что

tyz = tzy ;    tzx = txz ;    txy = tyx .                            (10.1)

        То есть, на двух взаимно перпендикулярных площадках составляющие касательных напряжений, перпендикулярные к общему ребру, равны по величине и направлены обе либо к ребру, либо от него. Это утверждение - закон парности касательных напряжений, сформулированный в общем виде.

        Рассматривая же равновесие параллелепипеда в виде суммы сил по направлениям координатных осей, и отбрасывая величины второго порядка малости, легко получить дифференциальные уравнения его равновесия:

;

;                                               (10.2)

,

где gx , gy , gz - составляющие объемных сил вдоль координатных осей.

        С учетом закона парности касательных напряжений (10.1), уравнения (10.2) содержат шесть неизвестных напряжений: sx , sy , sz , txy , txz , tyz . Поскольку количество уравнений равновесия ста­тики (10.2), меньше, чем количество неизвестных напряжений, то в общем случае задача определения напряженного состояния в произвольной точке сплошной среды нагруженного тела, является статически неопределимой.


 
 

© 2007-2017 pppa.ru - все права защищены
При цитировании материалов и статей обратная ссылка строго обязательна


Качественное и надёжное обслуживание (ведение, администрирование) вебсайтов,
интернет-магазинов, витрин, блогов, форумов и других web проектов недорого.
Полное администрирование сайтов, включая наполнение контентом и продвижение.