background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

1/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

CONTINUUM MECHANICS

(STRESS DISTRIBUTION)

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

2/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

 

r

p

n

n

r

p

p

const

;

 

n

p

n

r

r

p

p

const

;

State of stress

Stress distribution

Stress vector

const

n

r

p

const

r

n

n

r

 

n

r

p

p

,

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

3/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

x

2

x

1

x

3

Volume 

V

Surface

 S

 

i

p

 

i

q

q

Volume 

V

0

Surface

 S

0

Stress 
vector

Volumetric 
force

 

i

P

P

dS

p

dV

P

S

V





0

0

0

0

0

0





dS

dV

P

j

S

ij

V

i

0

0

0





dS

dV

P

S

i

V

i

0

0

0





dV

x

dV

P

V

j

ij

V

i

0

0





dV

x

P

V

j

ij

i

j

ij

i

0



j

ij

i

x

P

,

,

,

3

2

1

x

x

x

ij

ij

GGO 
theorem

Surface traction
(loading)

q

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

4/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

0



j

ij

i

x

P

On the body surface stress vector 
has to be balanced by the traction 
vector

q

p

j

ij

i

i

q

Stress on the body surface

Coordinates of vector normal to the 
surface

j

ij

i

q

This equation states 

statics boundary conditions

 to comply with the 

solution of the equation:

This equation (

Navier equation

reflects 

internal equilibrium

 and has 

to be fulfilled in any point of the 
body (structure).

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

5/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

0



j

ij

i

x

P

We have to deal with the set of 3 linear 
partial differential equations.

Navier equation

in coordintes 
reads:

0

0

0

3

33

2

32

1

31

3

3

23

2

22

1

21

2

3

13

2

12

1

11

1

x

x

x

P

x

x

x

P

x

x

x

P

There are 6 unknown functions which 
have to fulfil static boundary conditions 
(SBC):

j

ij

i

q

We need more equations to determine all 6 functions of stress 
distribution. To attain it we have to consider deformation of the 
body.

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

6/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

Comments

1. Equation                                    is derived from one of two

 

equilibrium equations, i.e. that the sum of forces acting over 
the body has to vanish.

0



j

ij

i

x

P

2. The other equilibrium equation  – sum of the moments equals 

zero  – yield already assumed symmetry of stress matrix, 

σ

ij

σ

ji

3. Navier equation is the special case of the motion equation i.e.  

uniform motion (no inertia forces involved). The inertia effects 
can be included by adding d’Alambert forces to the right hand 
side of Navier equation. 

background image

Project “The development of the didactic potential of Cracow University of Technology in the range of modern construction” is co-financed by the European Union 

within the confines of the European Social Fund and realized under surveillance of Ministry of Science and Higher Education 

7/6

M.Chrzanowski: Strength of Materials

SM1-08: Continuum Mechanics: Stress 

distribution

stop


Document Outline