Тензор напряжений.
Главные площадки и главное напряжение.
Виды напряжённого состояния.
Известно, что напряжения на площадке, проходящей через заданную точку нагруженного тела, зависят от ее ориентации. Совокупность напряжений на множестве площадок, которые можно провести через какую-либо точку тела, называется напряженным состоянием в данной точке.
Введем в произвольной точке тела декартову прямоугольную систему координат Oxyz. Рассмотрим в точке O элементарный (бесконечно малый) куб, ребра которого параллельны осям системы координат. Пусть длины ребер куба равны da. Нарисуем на гранях куба нормальные {σx, σy, σz} и касательные {txy, txz, tyx, tyz, tzx, tzy} напряжения, параллельные одной из осей координат (рис. 1).
Нормальные напряжения направлены наружу куба и перпендикулярны его граням, а касательные напряжения лежат в плоскостях граней куба. Индекс нормальных напряжений соответствует оси, которой они параллельны. Первая буква двойного индекса касательных напряжений совпадает с индексом нормального напряжения на той же грани. В силу третьего закона Ньютона напряжения на противоположных гранях элементарного куба равны по модулю и противоположны по направлению.
Закон парности касательных напряжений: на двух взаимно перпендикулярных площадках составляющие касательных напряжений, перпендикулярные к общему ребру, равны по модулю и направлены обе либо к ребру, либо от ребра:
В курсе «Сопротивление материалов» тензором напряжений называется матрица:
Главные площадки и главные напряжения.
Главными площадками напряжений называются площадки, на которых отсутствуют касательные напряжения.
Направления нормалей к ним называются главными осями напряжений, а нормальные напряжения на них – главными напряжениями.
Виды напряженного состояния.
Виды напряженного состояния: линейное напряженное состояние (два главных напряжения равны нулю), плоское напряженное состояние (одно из главных напряжений равно нулю) и объемное напряженное состояние (все главные напряжения не равны нулю).