Основной смысл введенных понятий сплошности и однородности материала, а так же однородного и неоднородного тела заключается в том, что все механические свойства твердого тела оказываются однозначными непрерывными, либо с разрывами первого рода функциями. Это обстоятельство позволяет при исследовании поведения твердого тела под нагрузкой воспользоваться математическим аппаратом бесконечномалых величин, что в существенной мере упрощает процесс исследования. Вместе с тем следует понимать, что, вследствие идеализации свойств материала, методы механики деформируемого твердого тела не пригодны для исследования объемов тела, имеющих размеры порядка молекул, кристаллов и других видов микронеоднородности.
В механике деформируемого твердого тела под внешней силой понимается мера механического воздействия окружающей среды на тело, стремящегося изменить состояние покоя или движения отдельных частиц и тела в целом. Здесь под окружающей средой подразумеваются другие тела и поля, например, поле тяготения земли, магнитное поле и т.д. Сила полностью задана, если известны ее численное значение, направление и точка приложения.
По числу точек приложения силы могут быть сосредоточенными и распределенными. Сосредоточенные силы передаются на элемент сооружения через площадку, размеры которой очень малы по сравнению с размерами всего элемента. В этом случае считают, что сила приложена в одной точке. При этом сознательно допускается ошибка, которая является существенной в малой области действия внешней силы. Сосредоточенная сила имеет размерность силы [F] = MLT-2, где M, L, T – символы единицы массы, длины и времени. Единицей измерения сосредоточенной силы является ньютон (Н).
Распределенные силы передаются на элемент сооружения через площадку или прикладываются к объему, размеры которых сопоставимы с размерами элемента. В этом случае считается, что сила воздействует на всю совокупность точек этой площадки или объема, т.е. каким-то образом распределена по площадке или объему элемента. В зависимости от места расположения точек приложения распределенные силы делятся на поверхностные и объемные. Задаются распределенные силы величинами, приходящимися на каждую точку площади или объема их приложения. Эти величины называются плотностью или интенсивностью распределенных сил. Интенсивность поверхностных сил имеет размерность [FL-2] = ML-1T-2, объемных – [FL-3] = ML-2 T-2. Единицы измерения соответственно равны: Н/м2 и Н/м3.
Поверхностные силы могут вырождаться в силы, распределенные по линии, в случае, когда один из размеров поверхности оказывается пренебрежимо малым по сравнению с другим. Интенсивность сил, распределенных по линии, имеет размерность [FL-1] = MT-2. Единица измерения равна Н/м.
По продолжительности воздействия внешние силы подразделяются на постоянные и временные. Первые действуют в течение всего времени существования сооружения, например, собственный вес сооружения, вторые – в течение некоторого промежутка времени, например, вес поезда, идущего по мосту.
По характеру изменения величины внешние силы делятся на статические и динамические. Статическими являются такие силы, изменение величин которых настолько мало, что ускорениями точек тела и величинами сил инерции можно пренебречь. Если при воздействии внешних сил ускорения точек тела оказываются настолько большими, что силами инерции пренебречь нельзя, то такие силы считаются динамическими. Динамические силы могут изменять свои величины большое количество раз (повторно-переменные, циклические или вибрационные силы), а могут прилагаться за очень короткий промежуток времени (ударные силы).
По направлению линий действия к элементам сооружения силы делятся на продольные (осевые) и поперечные. Продольные силы имеют направления по нормали к поперечному сечению элемента. Применительно к стержню продольные силы называют еще осевыми, т.е. они направлены вдоль оси стержня. Поперечные силы перпендикулярны к оси стержня или к срединной поверхности оболочки, т.е. лежат в плоскости поперечного сечения элемента сооружения.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.