2852046763

Pojęcie naprężeń

Przykład 1

Zastanówmy się wspólnie nad takim pytaniem: czy stały nacisk 1 kg np. na nasz palec jest duży?

{Przydałby się rysunek ale jaki? lub pokazać ale jak?}

Czy takie obciążenie jest niebezpieczne dla naszego palca zakładając, że jest to stałe i nieruchome obciążenie (zajmujemy się przecież statyką) w postaci np. odważnika wagi?

Czy jest jakaś różnica dla naszego palca jeśli to będzie kilogramowe obciążenie naciskające na nasz palec ostrzem igły? Na czym polega ta różnica? Dlaczego za drugim razem ucierpimy a za pierwszym nie?

Odważnik działający statycznie z siła 10N=lkg*9.81m/s² na nasz palec nie wyrządzi nam krzywdy gdyż obciążenie będzie rozłożone na powierzchnię palca >lcm². Modelem takiego obciążenia jest obciążenie rozłożone powierzchniowo wyrażone w N/m². Jeżeli jednak to samo obciążenie skupimy na bardzo małej powierzchni - niemalże w jednym punkcie - wówczas zranimy nasz palec. Modelem takiego sposobu obciążenia jest siła skupiona w jednym punkcie wyrażona w Niutonach.

Tak więc obciążenie jest istotne ale niemniej ważna jest powierzchnia na jaką ono działa. Moglibyśmy powiedzieć, że tym gorzej dla naszego palca im ... {co?} ...większe obciążenie oraz im ...{co?} ... mniejsza powierzchnia na jaką ono działa?

Przykład 2 - naprężenia normalne

Podobny problem dotyczy także sił wewnętrznych. Rozważmy dwa osiowo rozciągane pręty, różniące się jedynie wymiarami poprzecznymi: jeden o większym a drugi o mniejszym przekroju. Oba pręty obciążone są jednakową siłą rozciągającą -jak na rys.7a. Który z tych prętów szybciej zniszczymy? Oczywiście pręt o mniejszym przekroju zerwie się szybciej. {Dlaczego?}

W obu prętach występuje ta sama siła osiowa N=P, która jest siłą skupioną, przyłożoną w środku ciężkości przekroju poprzecznego a-a - prostopadłego do osi (rys.7b). Jednakże cały przekrój pręta współpracuje w przekazywaniu obciążeń a nie tylko punkty w osi. Siła osiowa jest tylko wypadkową tych wewnętrznych oddziaływań (rys.7c).

Rys. 7a Przypadek osiowo rozciąganego pręta

Rys. 7b Siły wewnętrzne w przekroju a-a osiowo rozciąganego pręta