36
3.0. Stan naprężeń i odkształceń
jłby omówić skutki mechaniczne, jakie na ciała stałe wywierają obciążające je siły zewnętrzne, należy dokonać klasyfikacji tych skutków i powiązać je z granicznymi wartościami sił, wywołujących stany krytyczne uzależnione od własności metalu. Skutkami tymi są odkształcenia i naprężenia, przy czym:
- odkształcenia będziemy traktować jako zmiany geometryczne ciała spowodowane zewnętrznymi siłami. Są one zależne nie tylko od wartości zewnętrznego obciążenia, ale również od własności materiału. Odkształcenia przejściowe, zanikające po usunięciu obciążenia, nazywamy odkształceniami sprężystymi* Zdolność powrotu do pierwotnej postaci i wymiarów - czyli sprężystość - jest cechą fizyczną, mającą ważne znaczenie przy ocenie zachowania się metalu w procesie technologicznym.Odkształcenie trwałe, pozostające w materiale po usunięciu obciążenia, nazywany odkształceniem plastycznym,
- naprężenia są jednostkowymi siłami wewnętrznymi, przeciwdziałającymi każdej zmianie geometrycznej towarzyszącej odkształceniu. Określenie stanu naprężeń w płaszczyźnie przekroju jest możliwe przez ich korelację z odkształceniami ciała, a wykorzystanie prawideł mechaniki ciał sztywnych zezwala określić wypadkowe oddziaływanie równoważne układowi sił zewnętrznych. Określenie takiego układu pozwala odpowiedzieć na istotne z punktu widzenia procesów technologicznych pytanie, na co narażony jest dany element w określonym przekroju?
Naprężenia w każdym punkcie ciała tworzą pewien obszar znany polem naprężeń. Pole to może być jednorodne lub niejednorodne.
Polem jednorodnym nazywamy takie pole naprężeń, w którym naprężenia - związane z określoną orientacją przekroju - nie zależą od współrzędnych rozpatrywanego punktu ciała.
Polem niejednorodnym nazywamy takie pole Daprężeń, w którym naprężenia - związane z określoną orientacją przekroju - są funkcjami współrzędnych rozpatrywanego punktu ciała* Naprężenia mogą być funkcjami jednej, dwóch lub trzech współrzędnych rozpatrywanego punktu. Many wówczas przypadki niejednorodności pola naprężeń odpowiednio w jednym kierunku, w płaszczyźnie lhb w przestrzeni*
Pod wpływem zewnętrznego obciążenia ciało odkształca się, a równocześnie występują w nim siły wewnętrzne - naprężenia -równoważące działanie sił zewnętrznych*