Под действием внешней нагрузки любое реальное твердое тело изменяет свои размеры и форму, или деформируется, при этом порождая внутренние силы, противодействующие деформациям. Именно деформация (даже очень малая) и позволяет телу создать требуемую внутреннюю силу - силу противодействия внешним силам. Единица измерения усилий – ньютон (обозначение: Н).
Для выявления внутренних усилий пользуются методом сечений:
1. Рассечь нагруженное тело плоскостью Р на две части
2. Отбросить одну из частей - Реальное тело представляет собой конгломерат различно ориентированных зерен, от граней которых в разных направлениях действуют элементарные внутренние усилия.
3. Заменить действие отброшенной части внутренними усилиями. При этом используется аппарат теоретической механики: определение равнодействующей системы сходящихся сил, параллельных сил, перенос сил в заданную точку – центр тяжести сечения 0. Полученные в результате приведения главный вектор R и главный момент M спроецировать на главные оси инерции z, y и геометрическую ось x.
4. Уравнения равновесия позволяют определить внутренние усилия. Всего их шесть: три силы проекции главного вектора R: Σx = 0; N = … Продольное усилие Σy = 0; Qy =… Поперечное усилие
Σz = 0; Qz =… Поперечное усилие
и три момента – проекции главного момента М: ΣMx = 0; T = … Крутящий момент ΣMy = 0; My =… Изгибающий момент ΣMz = 0; Mz =… Изгибающий момент
Таким образом, можно сформулировать правило определения внутренних силовых факторов: внутренние силы численно равны алгебраической сумме проекций всех внешних сил (в том числе и реакций),приложенных к брусу по одну сторону от рассматриваемого сечения.
Р – рассечь тело на две части плоскостью; О – отбросить одну из частей тела; З – заменить действие отброшенной части внутренними усилиями; У – уравнения равновесия составить.
