Внешние и внутренние силы. Метод сечений

В сопротивлении материалов различают внешние и внутренние силы.

Внутренние силы передаются через межатомарные или межмолекулярные связи, которые всегда присутствуют в твердых телах.

Разрушение тел происходит за счет внутренних сил. Поэтому одной из главных задач сопротивления материалов является определение внутренних сил в конструкциях.

Для определения внутренних сил используется метод сечений. Суть метода сечений состоит в следующем.

1. Тело мысленно разделяется на две части в том месте, где требуется определить внутренние силы.

2. Одна часть вместе с приложенными к ней внешними силами, отбрасывается, а к оставшейся части, кроме приложенных к ней внешних сил, прикладываются внутренние силы, то есть силы действия отброшенной части на оставшуюся.

3. Считается, что оставшаяся часть вместе с приложенными к ней внутренними и внешними силами находится в состоянии равновесия. Используя уравнения равновесия, определяют внутренние силы.

4. По законам теоретической механики система внешних сил, приложенных к рассматриваемой части, приводится к главному вектору сил P и главному вектору момента M. Так как рассмотренная часть находится в состоянии равновесия, то главные вектора P и M внешних сил должны быть равны главным векторам силы и момента внутренних сил.

5. Главные вектора внутренних сил можно разложить на составляющие

6. Для определения составляющих внутренних сил используются уравнения равновесия рассматриваемой части стержня.

   • , определяется составляющая;

   • , определяется составляющая ;

   • , определяется составляющая N;

   • , определяется составляющая ;

   • , определяется составляющая ;

   • , определяется составляющая T;

Отметим, что каждое уравнение содержит только одну составляющую внутренних сил, поэтому для их определения даже не приходиться решать систему уравнений.

Определения