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外力、内力与应力

1.外力及其分类

定义

研究对象受到的周围物体的作用力。

外”是相对于“内”而言的,研究问题时要确定研究对象!

外力分类

graph LR A((外力))-->B{按作用方式} A-->C{按随时间变化} B-->D(体积力) B-->E(表面力) E-->|受力面大| F[分布载荷] E-->|受力集中,点接触| G[集中力] C-->H(静载荷) C-->I(动载荷) I-->|周期变化| J[交变载荷] I-->|短时间冲击| K[冲击载荷]

2.内力

定义

指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间相互用力(附加内力)。

内力的求法——截面法

  • 第 1 步:截开。在所求内力的截面处,假想地用截面将杆件一分为二。

  • 第 2 步:代替。任取一部分,其弃去部分对留下部分的作用,用作用在截面上相应的内力代替。

    截开并任取一部分
    截开并任取一部分

内力的两个特点

  • 内力在截面上是连续分布的,是一个分布力系
  • 当取出研究对象之后,内力就变成了外力,自然要满足力的平衡条件
  • 第 3 步:平衡。对留下的部分建立平衡方程,根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力(此时截开面上的内力对所留部分而言是外力)

静力等效:内力通过截面形心上的合力表示。

分解之后
分解之后

将主矢主矩分解到三个方向上。

材料力学所指的内力是指分布内力系的合力

不同方向的变形
不同方向的变形

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