Внешние силы. Силы массовые и поверхностные. Сосредоточенные силы

Силы взаимодействия данного тела с другими телами называются внешними силами. Внешние силы могут проявляться при непосредственном прикосновении и на расстоянии. В первом случае они называются поверхностными силами (например, различные силы давления), во втором случае объемными или массовыми силами (сила тяжести, инерционные силы, магнитные силы и т.д.).

Под сосредоточенной силой будем понимать поверхностную силу, приложенную на участке малом по сравнению с размерами тела.

Внешние силы, приложенные к конструкции, или как еще их называют нагрузки, подразделяют на статические, прикладываемые таким образом, что ускорениями тех частей конструкции, где они действуют можно пренебречь, и динамические, когда это условие не выполняется.

Различают также нагрузки постоянные, которые неотделимы от конструкции (например, сила тяжести) и временные (нагрузки от поднимаемого груза, ветровая нагрузка и т.д.).

4)

Принципы сопротивления материалов: неизменяемости начальных размеров, независимости действия сил, Сен-Венана.

Таких принципов (основных правил) три.

1. Принцип неизменности начальных размеров.

Будем считать, что перемещения, возникающие в системах, малы по сравнению с их размерами.

Так, например, определяя изгибающий момент в балке, мы не учитываем того обстоятельства, что в результате изгиба балки плечо у силы изменится.

2. Принцип независимости действия сил.

Если на систему действуют несколько сил, то напряжения (перемещения, деформации, внутренние силовые факторы), возникающие от совместного действия этих сил, можно определить следующим образом: определить от действия каждой из сил порознь и результаты сложить.

Справедливость этого принципа вытекает из принятия изложенного выше принципа неизменности начальных размеров и допущения, что между напряжениями и деформациями существует связь, определяемая простейшим законом – законом линейной упругости (закон Гука). В этом случае поведение наших конструкций будет описываться математически линейными системами, с этой точки зрения принцип независимости действия сил есть не что иное, как хорошо знакомый принцип суперпозиции.

3. Принцип Сен-Венана.

Способ приложения нагрузки не сказывается в точках, достаточно удаленных от места приложения нагрузки. Например, две совершенно одинаковых консольных балки нагружены одной и той же по величине силой , но в первом случае эта сила есть давление опирающейся на данную балку другой балки, а во втором случае к балке через проушину подвешен груз . Ясно, что характер распределения напряжений в месте нагружения здесь будет совершенно различным, но в сечениях достаточно удаленных от приложения нагрузки индивидуальные особенности передачи нагрузки сказываться не будут.

Принцип Сен-Бенана дает возможность заменять действующие силы системами статически эквивалентными. Это позволяет схематизировать силы, действующие на конструкцию.

В частности, системы статически эквивалентные нулю вызывают напряжения лишь в локальной области. Например, полоса сжата клещами. В этом случае возникают только местные напряжения.

Принцип Сен-Венана имеет ограниченное применение для тонкостенных стержней.

5)