Vrste sila. Pojam Napona.

SILE

Spoljašnje sile

– posmatramo samo jedno telo, uklanjajući sva ostala koja ga okružuju. Uticaj na posmatrano telo zamenjujemo silama koje utiču na deformacije tog tela i nazivamo ih spoljašnje sile

1. Zapreminske sile deluju na svaku česticu tela i srazmerne su masi tela.
2. Površinske sile deluju na pojedinačne delove površine spoljašnjeg omotača. Predstavljaju uzajamno kontaktno dejstvo tela i sredine koja ga okružuje. Prikazuju se kao kontinualno (konstantno ili promenljivo) opterećenje, koje se može svesti na kontinualno opterećenje po dužini grede. Posebna vrsta je koncentrisano opterećenje (sla ili moment) u jednoj tački.

– sile se mogu podeliti prema načinu njihove primene tokom vremena

1. Statičke sile – ne menjaju se u vremenu. Intenzitet postepeno raste od nule do neke konačne vrednosti, a zatim se ne menja.
2. Dinamičke sile

• Udarne sile: kod njih dolazi do trenutnog povećanja njihove vrednosti od nule do nekog nivoa, posle kod sila može biti promenljiva ili stalna.
• Promenljive sile: sile promenljive u vremenu. Mogu se menjati stohastički, po nekom zakonu ili mogu imati oblik neke pulsirajuće sile.

Unutrašnje sile

– javljaju se kao rezultat uzajamnog dejstva među delićima tela i one postoje uvek.
– suprotstavljaju se deformaciji tela.

METOD PRESEKA

kada presečemo telo nekom zamišljenom ravni α, na mestu preseka unutrašnje sile postaju zamišljene sppoljašnje sile i predstavljaju uticaj uklonjenog dela tela na deo koji se posmatra. Ako je materijal neprekidan, unutrašnje sile će postojati u svim tačkama njegove zapremine.

POJAM NAPONA

– sve unutrašnje sile u samom preseku mogu se redukovati na neku silu . Ona je po veličini jednaka rezultenti spoljašnjih sila koje napadaju posmatraniu deo tela.

– srednji napon

 

– ukupni napon 

NEKE OSNOVNE PRETPOSTAVKE OTPORNOSTI MATERIJALA

1. Pretpostavka o materijalu (materijal je neprekidan; homogen i izotropan, idealno i to linearno elastičan)
2. Pretpostavka o malim deformacijama – deformacije su male u poređenju sa dimenzijama tela ε ≈ 0,0001 ili ε ≈ 0,1%
3. Pretpostavka o silama – spoljašnje sile su statičke
4. Pretpostavka o nezavisnosti dejstva sila (princip superpozicije) –  zamišljeno se posmatra uticaj svakog opterećenja posebno, pa se saberu kako bi se dobio ukupan rezultat dejstva opterećenja.
5. Pretpostavka o uslovima ravnoteže – uslovi ravnoteže ispisivaće se uvek u odnosu na oblik i dimenzije konstrukcije pre deformacije.

VEZA NAPONA I DEFORMACIJE

– Deformacije i naprezanja (naponi) neke konstrukcije su posledica dejstva opterećenja (sila) na tu konstrukciju.

– Hukov zakon:

Linearna zavisnost sile i njoj odgovarajuće deformacije koja važi za elastično telo (do granice proporcionalnosti)

E – modul elastičnosti materijala,

POASONOV KOEFICIJENT

– pri dilatacijama u jednom pravcu javljaju se dilatacije suprotnog znaka u pravcima upravnim na taj pravac.
– za izotropne materijale koji ne podležu Hukovom zakonu, veza između podužne i poprečne dilatacije:

– V je Poasonov koeficijent

 To je fizička bezdimenzionalna karakteristika materijala čija veličina zavisi od vrste materijala.

– vrednosti Poasonovog koeficijenta se kreću u granicama 0 < ν < 0,50

1. metali         0,25 <v < 0,35
2. čelik           v ≈ 0,3
3. guma          v ≈ 0,5
4. staklo         v ≈ 0