内力由啥引起(内力由什么引起)内力由啥引起(内力由什么引起)

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内力由啥引起(内力由什么引起)

内力由啥引起(内力由什么引起)

材料力学里面要对材料进行应力状态分析,首先要明白一个重要的概念,“内力”,并不是武侠小说中高手的内功,而是相邻两构件中间的相互作用力。如下图1,我们选截面m-m为研究对象,这里要注意以下几点:首先,内力完全由外力而产生,并随着外力改变而改变。其次,如果外力超过了材料能承受的极限,材料就会在m-m处断裂,内力反映了材料对外力有抗力,并传递外力。


图一

那么,怎么求内力呢?我们有截面法。截面法用四个字总结就是:“截”,“去”,“代”,“平”。“截”就是在分析的零件要求内力的截面处做一个假想的截面,“去”就是把截面其中任何一端的那部分零件整体去掉(去掉不同的部分会引起内力的方向不同,这里不做详细叙述),“代”就是把去掉部分对于保留部分的作用用内力来代替,”平”就是这个代替的内力和外力需要满足静力平衡方程。如图一所示,使用截面法:

我们很容易的得到,截面m-m上的内力为FN=F’=F。

此为很简单也很特殊的情况,下面我们讨论下一个比较一般的情况:

我们知道:内力是连续地分布在截面各个点上的力系,如图2,我们在截面上建立一个右手笛卡尔坐标系,杆件的轴线为x轴,y轴和z轴都在截面内并且与x轴正交。

值得注意的是:在外力作用下,这个截面上每个点都有内力产生。把内力向截面形心简化,合成三主矢和三主矩(平面xoy,yoz,xoz各有一主矢,一主矩)


图2

沿着x方向的主矢为:轴力Fn;

沿着y方向的主矢为:剪力Fsy;

沿着z方向的主矢为:剪力Fsz;

绕x轴的主矩为:扭矩T;

绕y轴的主矩为:弯矩My;

绕y轴的主矩为:弯矩Mz;


知道了一般的截面内力的求法以及其向截面形心的简化方法后,后面我们就可以通过内力来引出准确的应力的概念了,这个我们下篇再谈,此篇完。


(图片来自网络,参考资料,材料力学,刘鸿文版;材料力学,张少实版)

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