變形固體的基本知識(shí)與桿件的變形形式-內(nèi)力和應(yīng)力（建筑力學(xué)）

一、內(nèi)力的概念第二節(jié)內(nèi)力及求內(nèi)力的方法由于外力作用而引起的構(gòu)件內(nèi)部各部分之間的相互作用力的改變，稱為“附加內(nèi)力”，簡(jiǎn)稱內(nèi)力。

顯然，內(nèi)力是由外力引起的，并隨外力的增加而加大，但是內(nèi)力的增大不是無(wú)限度的，當(dāng)內(nèi)力達(dá)到某一限度（這一限度與桿件的材料、幾何尺寸等因素有關(guān)）時(shí)，桿件就會(huì)破壞。由此可知：內(nèi)力與桿件的強(qiáng)度、剛度等是密切相關(guān)的。內(nèi)力和應(yīng)力討論桿件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問(wèn)題，必須先求出桿件的內(nèi)力。二、求內(nèi)力的基本方法——截面法

為了計(jì)算桿件的內(nèi)力，需要先用一個(gè)假想的平面將桿件“截開(kāi)”，使桿件在被切開(kāi)位置處的內(nèi)力顯示出來(lái)，然后取桿件的任一部分作為研究對(duì)象，利用這部分的平衡條件求出桿件在被切開(kāi)處的內(nèi)力，這種求內(nèi)力的方法稱為截面法。

截面法是求桿件內(nèi)力的基本方法。內(nèi)力和應(yīng)力截開(kāi)：FPFPⅠⅡmmFNFPmmxⅠFNFPmmⅡ由平衡方程

∑Fx=0，F(xiàn)N-FP=0得

FN=FP截開(kāi)代替列平衡方程（1）（2）（3）內(nèi)力和應(yīng)力問(wèn)題提出：FPFPFPFP1.內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強(qiáng)度的大小。2.強(qiáng)度

(1)內(nèi)力在截面分布集度應(yīng)力；

(2)材料承受荷載的能力。應(yīng)力的概念

FR

AK總應(yīng)力：受力桿件截面上某一點(diǎn)處內(nèi)力的分布集度稱為該點(diǎn)的應(yīng)力。

總應(yīng)力p是一個(gè)矢量，通常情況下，它既不與截面垂直，也不與截面相切。為了研究問(wèn)題時(shí)方便起見(jiàn)，習(xí)慣上常將它分解為與截面垂直的分量σ和與截面相切的分量τ。內(nèi)力和應(yīng)力總應(yīng)力分解為與截面相切p

K

工程中應(yīng)力的單位常用Pa或MPa。

1Pa=1N/m2

1MPa=1N/mm2另外，應(yīng)力的單位有時(shí)也用kPa和GPa，各單位的換算情況如下：

1kPa=103Pa，

1GPa=109Pa=103MPa1MPa=106Pa正應(yīng)力σ剪應(yīng)力τ與截面垂直說(shuō)明：（1）應(yīng)力是針對(duì)受力桿件的某一截面上某一點(diǎn)而言的，所以提及應(yīng)力時(shí)必須明確指出桿件、截面、點(diǎn)的名稱。（2）應(yīng)力是矢量，不僅有大小還有方向。（3）內(nèi)力與應(yīng)力的關(guān)系：內(nèi)力在某一點(diǎn)處的集度為該點(diǎn)的應(yīng)力；整個(gè)截面上各點(diǎn)處的應(yīng)力總和等于該截面上的內(nèi)力。

?對(duì)于切應(yīng)力τ通常規(guī)定：順時(shí)針（切應(yīng)力對(duì)研究部分內(nèi)任一點(diǎn)取矩時(shí)，力矩的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針）為正，逆