Механика упругих сред. Деформации твердого тела. Упругие напряжения
Механика упругих сред. Деформации твердого тела. Упругие напряжения.
Под твердым телом мы понимаем тело, размеры которого и форма которого мало меняются при воздействии внешних сил.
Деформация – изменение формы или объема тела под действием силы. Существуют различные виды деформации, среди которых выделяют четыре основных.
Рассмотрим твердое тело, разделенное на слои параллельно основанию.
1. Деформация растяжения и сжатия (слои остаются параллельными друг другу).
2. Сдвига (слои смещаются друг относительно друга).
3. Кручения (каждый слой поворачивается относительно предыдущего).
Люди также интересуются этой лекцией: 50 Город Аркаим.
4. Изгиба (нарушается параллельность между первоначально параллельными плоскостями).
Любые деформации можно представить как совокупность растяжений и сжатий. Деформация происходит под действием силы. После того, как деформирующие силы устранены, все тела в большей или меньшей мере восстанавливают свою форму и размеры. Это свойство упругости. Упругость твердого тела обусловлено взаимодействием частиц тела.
Рассмотрим возникновение упругих сил на примере деформации растяжения.
Предположим у нас имеется стержень, который мы растягиваем силой , приложенной к торцу стержня, один его коней закрепим.
Разобьем стержень на элементы плоскостями перпендикулярными оси сжатия. Внешняя сила действует только на элемент 1, так как есть сила то и должно быть ускорение, значит 1 будет двигаться равноускоренно. Но элемент 1 взаимодействует с элементом 2 посредством силы притяжения, препятствующей движению элемента 1. Движение элемента 1 будет продолжаться до тех пор, пока внешняя сила не уравновесится силой j 12. Эти силы называются силами упругости. Остальные элементы друг за другом приходят в движение и деформироваться продолжают до тех пор, пока не установится некое статическое состояние, при котором каждый слой остается неподвижным, но испытывающим действие упругих сил со стороны соседних слоев. Тело будет деформировано и находится в напряженном состоянии. Различные части деформированного тела взаимодействуют между собой через поверхность раздела, вдоль которой они граничат.