Принципът на свободата.
Облигации и реакции на облигации

Както бе споменато в предишни статии, статиката изучава условията, при които телата и материалните точки са в равновесие. Изглежда, че благодарение на аксиомите на статиката, които описват основните свойства на силовото взаимодействие между телата, решаването на проблемите на равновесието на телата не би трябвало да представлява трудности - могат да бъдат намерени неизвестни сили, знаейки, че те трябва да бъдат балансирани от известни сили, оттук и ключът към решението.
Основната трудност при изчисленията обаче се крие във факта, че силите са векторни величини и за да се решават проблеми, е необходимо да се знаят не само техните скаларни размери (модули), но и посоката в пространството, както и точките на приложение. В резултат на това се оказва, че всяка неизвестна сила съдържа три въпроса: къде е насочена, къде се прилага и какво е нейното измерение?

Анализът на връзките между телата помага да се изключат някои неизвестни компоненти на силите. Както вече знаем, всички тела и материални точки се делят на свободни и свързани (несвободни). В статиката най-често е необходимо да се решават задачи, при които се разглежда условието за равновесие на свързаните тела, т.е. има някои (или пълни) ограничения за движение в пространството спрямо други тела.
Тези ограничения се наричат връзки.

Примери за връзки, които ограничават движението на тялото, могат да бъдат повърхност или някакъв вид опора, върху която лежи тялото, твърдо закрепване на част от тялото към масив, изключващо всяко негово движение, както и гъвкави и шарнирни връзки, частично ограничаващи способността на тялото да се движи в пространството.
Анализът на такива връзки ни позволява да разберем какви силови фактори възникват в тях, когато противодействат на движението на свързано тяло. Тези фактори на мощността се наричат сили на реакция или реакции на свързване (обикновено просто се обажда реакции) .
Силите, с които тялото действа (натиска) върху връзките, се наричат сили на натиск .
Трябва да се отбележи, че силите на реакции и натиск се прилагат към различни тела, следователно те не представляват система от сили.

Силите, действащи върху всяко тяло, могат да бъдат разделени на активни и реактивни.
активни сили са склонни да движат тялото, към което са прикрепени в пространството, и реактивни сили - предотврати това движение. Реакционните сили на връзките се наричат ​​реактивни сили.
Основната разлика между активните сили и реактивните сили е, че величината на реактивните сили зависи от величината на активните сили, но не и обратното. Активните сили често се наричат.

При решаването на повечето задачи на статиката несвободното тяло условно се изобразява като свободно с помощта на т.нар принцип на еманципност, който се формулира по следния начин: всяко несвободно (свързано) тяло може да се счита за свободно, ако изхвърлим връзките и ги заменим с реакции.



Типични връзки на телата и техните реакции

Помислете за най-често срещаните връзки, както и за реакциите, които възникват в тях, когато се прилагат натоварвания.

Идеално гладка равнина

Реакцията на идеално гладка равнина е насочена перпендикулярно на референтната равнина към тялото, тъй като такава връзка не позволява на тялото да се движи само в една посока - към референтната равнина, т.е. перпендикулярно на нея (виж Фигура 1, а).
Ако тялото е върху наклонена равнина, тогава неговата гравитация Жможе да се разложи на две компоненти, едната от които ще бъде насочена успоредно на равнината (xa), другият е перпендикулярен на него (у а). В този случай първата сила ще се стреми да премести тялото по равнината към наклона, а втората - да го притисне към равнината (виж Фигура 1, b).
Реакцията на наклонената равнина ще бъде равна по абсолютна стойност на компонента, перпендикулярен на равнината и насочен в посока, противоположна на този компонент, балансирайки го. Ако тялото докосне равнината с една точка (напр. топка или ъгъл), тогава реакцията ще бъде приложена към тази точка от тялото.
В други случаи, когато тялото докосне равнината с някаква повърхност, има взаимодействие чрез натоварването, разпределено върху тази повърхност (разпределено натоварване).

Идеално гладка повърхност

Идеално гладка повърхност (различава се от равнината по криволинейност)реагира перпендикулярно на допирателната равнина, т.е. по нормалата към опорната повърхност към тялото, тъй като нормалата е единствената посока на движение на тялото, която тази връзка не позволява (виж Фигура 1, c).

Фиксирана точка или ъглов ръб

Ако движението на тялото е ограничено от фиксирана точка или ръб на ъгъла, реакцията на връзката е насочена по нормалата към повърхността на идеално гладко тяло към тялото, тъй като нормалата към повърхността на тялото е единствената посока, в която движението е ограничено от този тип връзка (виж Фигура 1, d).

Гъвкава връзка

Реакцията на гъвкава връзка (гъвкава нишка) не позволява на тялото да се отдалечи от точката на окачване и следователно е насочена по протежение на връзката от тялото към точката на окачване, т.е. точката на приложение на реакцията на гъвкава връзка и нейната посока са известни. Фигура 2 показва гъвкава връзка, служеща като връзка между два пръта и тяло.

В конструкциите връзките, които се наричат ​​панти, са широко разпространени. Шарнирът е подвижна връзка на две тела (части), позволяваща само въртене около обща точка (сферична става) или около обща ос (цилиндрично съединение). Нека да разгледаме какви реакции възникват, когато тялото е свързано с помощта на панти.

Идеално гладка цилиндрична панта

Когато тялото е свързано с цилиндрична панта, то може да се движи по оста на шарнира и да се върти около тази ос. Реакцията на цилиндричен шарнир е разположена в равнина, перпендикулярна на оста му и пресича тази ос. Посоката на вектора на шарнирната реакция в тази равнина зависи от посоката на вектора на натоварването.
Пример за цилиндрично съединение е конвенционален търкалящ лагер.

Перфектно гладка сферична става

В този случай е известно само предварително, че реакцията преминава през центъра на шарнира, тъй като тялото, свързано със сферичната панта, може да се върти във всяка посока спрямо оста на пантата, но не може да прави никакви линейни движения в пространството, т.е. да се отдалечи от центъра на пантата или да се приближи до него.

Перфектно гладка пета

Аксиалният лагер може да се разглежда като комбинация от цилиндрична панта и опорна равнина, поради което се счита, че реакцията на аксиалния лагер се състои от два компонента: XaИ у а. В този случай една от реакциите ще бъде насочена по нормалата към опората към тялото (както в референтната равнина), другата - перпендикулярна на оста на опорния лагер (същото като цилиндричното съединение).
Общата реакция на опорния лагер ще бъде равна на векторната сума на тези компоненти: R a = X a + Y a.

Прът, шарнирен

Пръчка, закрепена с два края в идеално гладки панти и натоварена с краища (фиг. 2), реагира само по линията, свързваща осите на пантите, т.е. по своята ос (според третата аксиома на статиката). В този случай реакцията на пръта може да бъде насочена към центъра на пантата (точка на закрепване), и от него (в зависимост от посоката на натоварване), тъй като този вид връзка държи тялото на фиксирано разстояние, предотвратявайки го отдалечаване или приближаване. В това прътът е фундаментално различен от гъвкавата връзка, при която реакцията винаги е насочена от точката на закрепване към връзката. (гъвкавата връзка само предпазва тялото от отдалечаване, без да го предпазва от приближаване до точката на закрепване).

Твърдо прекратяване

Този тип връзка напълно лишава тялото от възможността да се движи във всяка посока и да се върти около всяка ос или точка.
Когато тялото е твърдо фиксирано (фиг. 3), в опората възниква не само реактивната сила R A, но и реактивният момент M A .
Твърдото прекъсване е "тъмен кон" в изчисленията, тъй като първоначално не е известна нито посоката на реакциите, нито тяхната величина, особено ако натоварването е представено чрез система от сили. Въпреки това, използвайки разлагането на активните сили на компоненти, може последователно да се определи както реактивната сила R A, така и реактивният момент M A, действащи в твърдо закрепване.
Ако тялото е свързано не само чрез твърдо закрепване, но и чрез друг тип връзка, проблемът става неразрешим с конвенционалните методи на статиката, тъй като има повече неизвестни реакции от възможния брой уравнения на равновесие.

На тази страница е даден пример за решаване на проблема за определяне на реакциите на твърдо прекъсване.

Понятието греда и греда в техническата механика

В статиката често е необходимо да се решават задачи при условие за равновесие на структурни елементи, наречени греди.
барПрието е да се разглежда твърдо тяло, чиято дължина е много по-голяма от напречните размери. Оста на лъча се счита за геометрично място (набор) на центровете на тежестта на всички напречни сечения на този лъч.
Нарича се прът с права ос, поставен върху опори и огънат от натоварвания, приложени към него лъч.



Съгласни сме да разгледаме тялото Безплатно , ако движенията му не са ограничени от нищо. Тяло, чието движение е ограничено от други тела, се нарича не е безплатно и телата, които ограничават движението на това тяло, връзки . В точките на контакт възникват сили на взаимодействие между даденото тяло и връзките. Силите, с които връзките действат върху дадено тяло, се наричат реакции на свързване . Когато се изброяват всички сили, действащи върху дадено тяло, трябва да се вземат предвид и тези контактни сили (реакции на връзки).

В механиката те заемат следната позиция, понякога наричана принципът на освобождаване: всяко несвободно тяло може да се счита за свободно само ако действието на връзките се замени с техните реакции, приложени към даденото тяло.

В статиката реакциите на връзките могат да бъдат напълно определени с помощта на условията или уравненията на равновесието на тялото, но техните посоки в много случаи могат да бъдат определени от изследване на свойствата на връзките. Като прост пример, разгледайте тяло, точка Мкойто е свързан с фиксирана точка ОТНОСНОизползване на пръчка, чието тегло може да бъде пренебрегнато; краищата на пръта имат панти, позволяващи свобода на въртене. В този случай прътът служи като връзка за тялото. ОМ. Ограничаване на свободата на движение на точка Мсе изразява в това, че е принуден да бъде на постоянно разстояние от точката ОТНОСНО. Но, както видяхме по-горе, силата, действаща върху такъв прът, трябва да бъде насочена по права линия ОМ. Според аксиома 4 силата на реакция на пръта (реакция) Ртрябва да са в една и съща права линия. Така посоката на реакцията на пръта съвпада с правата линия ОМ. (При извита безтегловна пръчка - по права линия, свързваща краищата на пръчката).

По същия начин силата на реакция на гъвкава неразтеглива нишка трябва да бъде насочена по протежение на нишката. На фиг. Показано е тяло, окачено на две нишки и реакциите на нишките. R1И R2.

В общия случай силите, действащи върху несвободно тяло (или върху несвободна материална точка), могат да бъдат разделени на две категории. Едната категория се формира от сили, които не зависят от връзките, а другата категория се формира от реакциите на връзките. В същото време реакциите на връзките по същество са пасивни по природа. Те възникват само доколкото върху тялото действат определени сили от първа категория. Следователно се наричат ​​сили, които не зависят от ограничения активен сили (понякога наричани дадено ), и реакциите на свързване пасивен сили.

На фиг. 1.16 в горната част показва две активни сили, равни по модул F1И F2, разтягане на пръта AB, реакциите са показани по-долу R1И R2опънат прът. На фиг. показва активни сили F1И F2, компресиране на пръта, реакциите са показани по-долу R1И R2компресиран прът.

Нека разгледаме някои по-типични видове връзки и да посочим възможните посоки на техните реакции. Реакционните модули се определят от активните сили и не могат да бъдат намерени, докато последните не бъдат определени по определен начин. В този случай ще използваме някои опростени представяния, които схематизират действителните свойства на реалните връзки.

1. Ако твърдо тяло лежи върху идеално гладка (без триене) повърхност, тогава точката на контакт на тялото с повърхността може свободно да се плъзга по повърхността, но не може да се движи по нормалното към повърхността. Реакцията на идеално гладка повърхност е насочена по общата нормала към контактните повърхности.

Ако твърдото тяло има гладка повърхност и лежи върху точка, тогава реакцията е насочена по нормалата към повърхността на самото тяло.

Ако твърдо тяло опира върха си в ъгъл, тогава връзката предотвратява движението на върха както хоризонтално, така и вертикално. Съответно реакцията Ръгъл може да се представи с две компоненти – хоризонтална R xи вертикално Р, чиито величини и посоки в крайна сметка се определят от дадените сили.

2. сферична става наречено устройство, което прави фиксирана точка ОТНОСНОна разглежданото тяло (центъра на шарнира). Ако сферичната контактна повърхност е идеално гладка, тогава реакцията на сферичната панта има посока на нормалата към тази повърхност. Следователно единственото известно нещо за реакцията е, че тя преминава през центъра на пантата ОТНОСНО. Посоката на реакцията може да бъде всяка и се определя във всеки конкретен случай в зависимост от дадените сили и общата схема на фиксиране на тялото. По същия начин е невъзможно да се определи предварително посока на реакцията опорен лагер .

3. Цилиндричен шарнирен лагер . Реакцията на такава опора преминава през нейната ос и посоката на реакцията на опората може да бъде всяка (в равнината, перпендикулярна на оста на опората).

4. Цилиндричен шарнирен лагер предотвратява движението на фиксираната точка на тялото по перпендикуляра на опорната равнина. Реакцията на такава опора също има посоката на този перпендикуляр.

5. Аксиален лагер. Аксиалният лагер е връзка на цилиндрична панта с базова равнина. Такава връзка позволява на вала да се върти около оста си и да се движи по нея, но само в една посока.

Реакцията на опорния лагер е сумата от реакцията на цилиндричен лагер, лежащ в равнина, перпендикулярна на неговата ос (в общия случай може да се разложи на компоненти Р 1 и Р 2) и нормалната реакция на референтната равнина Р 3 .

Върху едно и също тяло могат да бъдат наложени едновременно няколко връзки, евентуално от различен тип. Три примера от този вид са показани на фиг. На фиг. показани са съответните системи от сили. В съответствие с принципа на освобождаване, връзките се изхвърлят и се заменят с реакции.

6. Реакции на пръти насочени по прътите (горна диаграма); предполага се, че прътите са безтегловни и са свързани с тялото и опорите с помощта на панти.

Реакции на идеално гладки опорни повърхностинасочена по нормалата към тези повърхности (две долни диаграми). В допълнение, реакцията на цилиндричен лагер в точката А(средна диаграма) трябва, въз основа на теоремата за три неуспоредни сили, да минава през точката на пресичане на линиите на действие на силите ЕИ R2-точка СЪС.

7. реакция R1 идеално гъвкава, неразтеглива и безтегловна нишка насочен по нишката (долна диаграма).

В механичните системи, образувани от артикулацията на няколко твърди тела, заедно с външни връзки (опори), има вътрешни комуникации . В тези случаи човек понякога мислено разчленява системата и заменя изхвърлените не само външни, но и вътрешни връзки със съответните реакции. Пример от този вид, в който две тела са свързани с панта СЪС, показано на фиг. Имайте предвид, че силите R2И R3равни помежду си по абсолютна стойност, но противоположно насочени (съгласно аксиома 4).

Имайте предвид, че силите на взаимодействие между отделните точки на дадено тяло се наричат вътрешни , а силите, действащи върху дадено тяло и породени от други тела, се наричат външен . От това следва, че реакциите на връзките са външни сили за дадено тяло.

Преглед:тази статия е прочетена 64013 пъти

Pdf Изберете език... Руски Украински Английски

Кратък преглед

Пълният материал се изтегля по-горе, след избор на език

Техническа механика

Съвременното производство, обусловено от висока степен на механизация и автоматизация, предлага използването на голямо разнообразие от машини, механизми, инструменти и други устройства. Проектирането, производството, експлоатацията на машини е невъзможно без познания в областта на механиката.

Техническа механика - дисциплина, която включва основните механични дисциплини: теоретична механика, съпротивление на материалите, теория на машините и механизмите, машинни части и основи на дизайна.

Теоретична механика - дисциплина, която изучава общите закони на механичното движение и механичното взаимодействие на материалните тела.

Теоретичната механика принадлежи към фундаменталните дисциплини и е в основата на много инженерни дисциплини.

Теоретичната механика се основава на закони, наречени закони на класическата механика или закони на Нютон. Тези закони се установяват чрез обобщаване на резултатите от голям брой наблюдения и експерименти. Тяхната валидност е проверена от векове практическа човешка дейност.

Статика - раздел на теоретичната механика. в които се изучават силите, методите за преобразуване на системи от сили в еквивалентни и се установяват условията за баланс на силите, приложени към твърди тела.

Материална точка - физическо тяло с определена маса, чиито размери могат да бъдат пренебрегнати при изучаване на неговото движение.

Система от материални точки или механична система - това е такъв набор от материални точки, в който положението и движението на всяка точка зависи от положението и движението на други точки от тази система.

Твърди е система от материални точки.

Абсолютно твърдо тяло - тяло, при което разстоянията между две произволни точки от него остават непроменени. Ако приемем, че телата са абсолютно твърди, те не отчитат деформациите, които възникват в реалните тела.

Сила Е- величина, която е мярка за механичното взаимодействие на телата и определя интензивността и посоката на това взаимодействие.

Единицата за сила в SI е нютон (1 N).

Както за всеки вектор, за сила можете да намерите проекциите на силата върху координатните оси.

Видове сила

вътрешни сили наричаме силите на взаимодействие между точки (тела) на дадена система

Външни сили наречени сили, действащи върху материалните точки (тела) на дадена система от страна на материални точки (тела), които не принадлежат на тази система. Външните сили (товар) са активни сили и съединителни реакции.

Натоварвания разделена на:

• обемен- разпределени по обема на тялото и приложени към всяка негова частица (собствено тегло на конструкцията, сили на магнитно привличане, сили на инерция).
• повърхностен- нанесени върху повърхностните зони и характеризиращи директното контактно взаимодействие на обекта с околните тела:
  • концентриран- натоварвания, действащи върху обекта, чиито размери са малки в сравнение с размерите на самия конструктивен елемент (натиск на джантата на колелото върху релсата);
  • разпределени- натоварвания, действащи върху обекта, чиито размери не са малки в сравнение с размерите на самия конструктивен елемент (гъсениците на трактора притискат гредата на моста); интензивността на натоварването, разпределено по дължината на елемента, р N/m.

Аксиоми на статиката

Аксиомите отразяват свойствата на силите, действащи върху тялото.

1.Аксиома на инерцията (закон на Галилей).
Под действието на взаимно уравновесени сили материалната точка (тяло) е в покой или се движи равномерно и праволинейно.

2.Аксиома за равновесие на две сили.
Две сили, приложени към твърдо тяло, ще бъдат балансирани само ако са равни по абсолютна стойност и са насочени по една права линия в противоположна посока.

Втората аксиома е условието за равновесие на тялото под действието на две сили.

3.Аксиома за добавяне и отпадане на балансирани сили.
Действието на тази система от сили върху абсолютно твърдо тяло няма да се промени, ако към нея се добави или премахне някаква балансирана система от сили.
Последица. Без да се променя състоянието на абсолютно твърдо тяло, силата може да се прехвърли по линията на действие до всяка точка, запазвайки нейния модул и посока непроменени. Тоест силата, приложена към абсолютно твърдо тяло, е плъзгащ вектор.

4. Аксиома на успоредника на силите.
Резултатът от две сили, които се пресичат в една точка, се прилага в точката на тяхното сечение и се определя от диагонала на успоредника, изграден върху тези сили като страни.

5. Аксиома за действие и реакция.
За всяко действие има равно и противоположно противодействие.

6. Аксиомата за баланса на силите, приложени към деформируемо тяло по време на неговото втвърдяване (принцип на втвърдяване).
Балансът на силите, приложени към деформируемо тяло (променлива система), се запазва, ако тялото се счита за втвърдено (идеално, непроменено).

7. Аксиома за освобождаване на тялото от връзки.
Без да се променя състоянието на тялото, всяко несвободно тяло може да се счита за свободно, ако изхвърлим връзките и заменим тяхното действие с реакции.

Връзки и техните реакции

свободно тяло наречено тяло, което може да извършва произволни движения в пространството във всяка посока.

връзки тела, които ограничават движението на дадено тяло в пространството се наричат.

Свободно тяло е тяло, чието движение в пространството е ограничено от други тела (връзки).

Реакция на свързване (опора) е силата, с която връзката действа върху дадено тяло.

Реакцията на връзката винаги е насочена обратно на посоката, в която връзката противодейства на възможното движение на тялото.

Активна (зададена) сила , е сила, която характеризира действието на други тела върху дадено и причинява или може да причини промяна в неговото кинематично състояние.

Реактивна сила - сила, която характеризира действието на връзките върху дадено тяло.

Според аксиомата за освобождаване на тялото от връзки, всяко несвободно тяло може да се счита за свободно, освобождавайки го от връзките и заменяйки тяхното действие с реакции. Това е принципът на освобождаване от връзките.

Конвергентна силова система

Конвергентна силова система е система от сили, чиито линии на действие се пресичат в една точка.

Система от събиращи се сили, еквивалентна на една сила - резултатна , която е равна на векторната сума на силите и приложена в точката на сечение на линиите на тяхното действие.

Методи за определяне на резултантната система от събиращи се сили.

1. Методът на успоредниците на силите - Въз основа на аксиомата на успоредника на силите, всеки две сили от дадена система, последователно, се свеждат до една сила - резултантната.
2. Построяване на векторен многоъгълник на силата - Последователно чрез успоредно пренасяне на всеки вектор на силата към крайната точка на предходния вектор се образува многоъгълник, чиито страни са векторите на силите на системата, а затварящата страна е векторът на резултантната система от събиращи се сили.

Условия за равновесие на система от събиращи се сили.

1. Геометричното условие за равновесие на сближаваща се система от сили: за равновесието на система от сближаващи се сили е необходимо и достатъчно векторният многоъгълник на силите, построен върху тези сили, да бъде затворен.
2. Аналитични условия за равновесието на система от сближаващи се сили: за равновесието на система от сближаващи се сили е необходимо и достатъчно алгебричните суми на проекциите на всички сили върху координатните оси да са равни на нула.

Език: руски, украински

Формат: pdf

Размер: 800 KV

Пример за изчисляване на цилиндрично зъбно колело
Пример за изчисляване на цилиндрично зъбно колело. Извършен е изборът на материал, изчисляването на допустимите напрежения, изчисляването на контактната и якост на огъване.

Пример за решаване на проблема с огъването на лъча
В примера са начертани диаграми на напречни сили и огъващи моменти, намерено е опасно сечение и е избран I-лъч. В задачата се анализира изграждането на диаграми с помощта на диференциални зависимости, извършва се сравнителен анализ на различни напречни сечения на греди.

Пример за решаване на проблема с усукване на вала
Задачата е да се тества якостта на стоманен вал за даден диаметър, материал и допустими напрежения. По време на решението се изграждат диаграми на въртящи моменти, напрежения на срязване и ъгли на усукване. Собственото тегло на вала не се взема предвид

Пример за решаване на проблема с опън-компресия на прът
Задачата е да се тества якостта на стоманен прът при дадени допустими напрежения. По време на решението се изграждат графики на надлъжни сили, нормални напрежения и премествания. Собственото тегло на щангата не се взема предвид

Приложение на теоремата за запазване на кинетичната енергия
Пример за решаване на проблема за прилагане на теоремата за запазване на кинетичната енергия на механична система

На силанаречена мярка за механичното взаимодействие на материалните тела.

Сила Е- векторното количество и неговото действие върху тялото се определя от:

• модулили числова стойностсила (F);
• посокасили (ортом д);
• точка на приложениесила (точка А).

Правата AB, по която е насочена силата, се нарича линия на действие на силата.

Силата може да бъде дадена:

• по геометричен начин, тоест като вектор с известен модул F и известна посока, определена от вектора д ;
• по аналитичен начин, тоест неговите проекции F x , F y , F z върху оста на избраната координатна система Oxyz .

Точката на прилагане на сила A трябва да бъде дадена от нейните координати x, y, z.

Проекциите на силата са свързани с нейния модул и насочващи косинуси(косинуси на ъглите , , , които се образуват от силата с координатните оси Ox, Oy, Oz) по следните съотношения:

F=(F x 2 +F y 2 +F x 2) ; ex=cos=Fx/F; e y =cos =F y /F; e z =cos =F z /F;

Сила Е, действаща върху абсолютно твърдо тяло, може да се счита за приложена към всяка точка от линията на действие на силата (такъв вектор се нарича плъзгане). Ако сила действа върху твърдо деформируемо тяло, тогава нейната точка на приложение не може да бъде прехвърлена, тъй като това прехвърляне променя вътрешните сили в тялото (такъв вектор се нарича приложен).

Единицата за сила в системата единици SI е нютон (N); използва се и по-голяма единица 1kN=1000N.

Материалните тела могат да действат едно на друго чрез пряк контакт или на разстояние. В зависимост от това силите могат да бъдат разделени на две категории:

• повърхностенсили, приложени върху повърхността на тялото (например сили на натиск върху тялото от околната среда);
• обемен (маса)сили, приложени към дадена част от обема на тялото (например гравитационни сили).

Повърхностните и телесните сили се наричат разпределенисили. В някои случаи силите могат да се считат за разпределени по определена крива (например силите на тежестта на тънък прът). Разпределените сили се характеризират със своите интензивност (плътност), тоест общото количество сила на единица дължина, площ или обем. Интензитетът може да бъде постоянен ( равномерно разпределенсила) или променлива.

Ако можем да пренебрегнем малките размери на зоната на действие на разпределените сили, тогава считаме концентрирансила, приложена към тялото в една точка (условно понятие, тъй като на практика е невъзможно да се приложи сила към една точка от тялото).

Силите, приложени към разглежданото тяло, могат да бъдат разделени на външни и вътрешни. Външни сили се наричат ​​сили, които действат върху това тяло от други тела, а вътрешни са силите, с които части от това тяло взаимодействат помежду си.

Ако движението на дадено тяло в пространството е ограничено от други тела, то се нарича не е безплатно. Телата, които ограничават движението на дадено тяло се наричат връзки.

Аксиома на връзките:връзките могат да бъдат мислено отхвърлени и тялото да се счита за свободно, ако действието на връзките върху тялото се замени със съответните сили, които се наричат реакции на свързване.

Реакциите на връзките по своето естество се различават от всички други сили, приложени към тялото, които не са реакции, които обикновено се наричат активенсили. Тази разлика се състои във факта, че реакцията на връзката не се определя напълно от самата връзка. Големината му, а понякога и посоката му, зависят от активните сили, действащи на даденото тяло, които обикновено са предварително известни и не зависят от други сили, приложени към тялото. Освен това активните сили, действащи върху тялото в покой, могат да му съобщят това или онова движение; реакциите на връзките не притежават това свойство, в резултат на което се наричат ​​още пасивенсили.

4. Метод на сеченията. Вътрешни силови фактори.
За да определим и след това изчислим допълнителните сили във всяко сечение на гредата, използваме метода на сеченията. Същността на метода на сеченията е, че гредата се разрязва мислено на две части и се разглежда балансът на всяка от тях, който е под действието на всички външни и вътрешни сили, приложени към тази част. Като вътрешни сили за цялото тяло, те играят ролята на външни сили за избраната част.

Нека тялото е в равновесие под действието на сили: (Фигура 5.1, а). Нека го изрежем плоско Си изхвърлете дясната страна (Фигура 5.1, b). Законът за разпределение на вътрешните сили по напречното сечение в общия случай е неизвестен. За да го намерите във всяка конкретна ситуация, е необходимо да знаете как се деформира разглежданото тяло под въздействието на външни сили.

По този начин методът на сечението позволява да се определи само сумата от вътрешни сили. Въз основа на хипотезата за непрекъсната структура на материала, можем да приемем, че вътрешните сили във всички точки на дадено сечение представляват разпределено натоварване.

Привеждаме системата от вътрешни сили в центъра на тежестта към главния вектор и главния момент (Фигура 5.1, c). След като проектираме и по координатната ос, ще получим обща картина на състоянието на напрежение и деформация на разглеждания участък на гредата (Фигура 5.1, d).

5. Аксиален опън - компресия

Под разтягане (компресия)разбирайте този вид натоварване, при което в напречните сечения на пръта възникват само надлъжни сили, а други силови фактори са равни на нула.

Надлъжна сила- вътрешна сила, равна на сумата от проекциите на всички външни сили, взети от едната страна на секцията, по оста на пръта. Нека приемем следното знак правило за надлъжна сила : надлъжната сила на опън е положителна, силата на натиск е отрицателна