Напруження: повне, нормальне, дотичне.

Одним із головних понять основ розрахунку на міцність є механічне напруження.

Напруження є локальною мірою внутрішніх сил і характеризує їх інтенсивність на нескінченно малій площадці перерізу.

Одиницею вимірювання механічних напружень є Паскаль ( ). Ця одиниця дуже мала, тому часто використовують кратні одиниці МегаПаскаль ( ) та ГігаПаскаль ( ). Для доброї уяви про величину напружень, оскільки йдеться про нескінченно малу площадку, може бути корисним співвідношення .

Розглянемо переріз тіла (рисунок 2). Взагалі положення перерізу визначається напрямком зовнішньої нормалі до нього. На рисунку 2 маємо переріз з нормаллю (поперечний переріз стержня).

В околиці довільної точки виділимо елементарну площадку , а рівнодіючу внутрішніх сил на цій площадці позначимо .

Тоді повним напруженням в точці на площадці з нормаллю називають відношення

(3)

Складові повного напруження мають такі позначення і назви:

– нормальне напруження (по нормалі х до перерізу);

, – дотичні напруження (лежать в площині перерізу).

Модуль повного напруження на площадці з нормаллю

(4)

На відміну від звичайних векторів, недостатньо знати величину та напрямок вектора , необхідна також його „прив’язка” до відповідної площадки. Тому вектор повного напруження є вектором другого рангу, і з цим, зокрема, пов’язана подвійна індексація його складових , (перший індекс вказує нормаль до перерізу, а другий – напрямок дотичного напруження).

Напруження залежить від орієнтації перерізу. Сукупність напружень, що діють по різних площадках, проведених через точку, характеризують напружений стан у точці.

Змінювання форми і розмірів деталі або споруди від дії зовнішніх сил або теплового впливу називається деформуванням.

Деформація є мірою (кількісною характеристикою) деформування.

Геометрично деформації поділяють на лінійні і кутові .

Лінійна деформація характеризує відносне подовження або скорочення нескінченно малого відрізку, уявно відкладеного у відповідному напрямку із заданої точки.

Кутова деформація є зміною початкових прямих кутів.

За фізичною ознакою деталь може деформуватися пружно чи пластично.

Пружне деформування – таке, що після повного розвантаження деталь повертається до своєї початкової форми і розмірів, а при пластичному деформуванні – не повертається. Відповідно до цього, деформації, які зникають після розвантаження, називають пружними, а ті, що залишаються – пластичними (або залишковими).

Розрізняють 4 прості види навантаження бруса і відповідних їм видів деформування:

· Розтяг або стиск ( ). Характеризуються подовженням або вкороченням бруса ( ).

· Зсув ( ). Характеризується відносним паралельним зміщенням двох суміжних поперечних перерізів.

· Згин ( ). Супроводжується викривленням осі бруса і характеризується у кожному перерізі величиною прогину та кута повороту .

· Кручення ( ). Характеризується кутом взаємного закручування перерізів відносно осі бруса.

Комбінація простих видів навантаження (деформування) бруса називається складним навантаженням (деформуванням).