Главные напряжения
Рассмотрим общий случай воздействия на элемент тела напряжений .
Для этого сложим все 3 формулы и получим :
Эти формулы подобны формулам для осевых и центробежных моментов инерции для повернутых осей. Поэтому аналогично вводятся и понятия главных напряжений и главных площадок. Если вычислить для разных углов, то можно найти максимальное и минимальное . Эти напряжения называются главными.
Обозначается:
Главные площадки – это сечения, на которых экстремальны.
Угол , который определяет положение главных площадок, получаем по теореме Ферма: при должно быть
Отсюда находим .
Аналогично теории геометрических характеристик можно видеть, что на этих новых площадках касательных напряжений не будет, т.е.
.
Следствие:
Всегда можно найти в теле такое положение малого элемента, в котором он только растягивается или сжимается, причем эти напряжения будут экстремальными.
Примечание: согласно свойствам , если взять угол , то условие снова удовлетворится. Таким образом, существуют 2 главные площадки под углами и .
Вычисление
В некотором теле найдем главные площадки для малого элемента.
Рис.11.7 Рис.11.8
Оси, ортогональные главным площадкам, обозначим . На главных площадках
Рассмотрим площадку под углом . Используя формулу для при получим:
Поскольку , то
Таким образом, возникает на площадках, расположенных под углом к главной площадке
Можно показать, что в случае, когда действуют лишь напряжения значения главных напряжений можно вычислять даже не зная положения главных площадок по формулам :
Тогда: .
Дата добавления: 2015-08-11; просмотров: 562;