Сводная таблица типов нагрузок: растяжение, сдвиг, изгиб, кручение.

Описание: В структурной механике для определения размеров компонентов выделяют четыре основных типа напряжений, при этом запас прочности всегда определяется коэффициентом запаса прочности, который определяет разницу между допустимым напряжением и пределом текучести материала. Нормальные напряжения, включая растяжение и сжатие, возникают, когда сила действует перпендикулярно площади поперечного сечения. Результирующее нормальное напряжение Sigma рассчитывается как постоянное отношение силы F к площади S, при этом предел текучести Re служит определяющим пределом нагрузки. Поперечные напряжения или сдвиг обычно возникают в соединениях, таких как болты или заклепки, где сила действует параллельно площади и создает касательное напряжение. Поскольку материалы менее устойчивы к сдвигу, предел текучести стали при сдвиге обычно составляет лишь около 60 процентов от предела текучести при растяжении.

Изгибающие напряжения возникают из-за моментов, которые искривляют ось компонента, приводя к нормальным напряжениям, равным нулю на нейтральной оси и достигающим своего максимума в виде изгибающего напряжения Sigma-B на кромках. Здесь сопротивление зависит не только от площади, но и в значительной степени от геометрии, выраженной модулем упругости сечения. В валах возникает крутящее напряжение, когда крутящий момент вызывает скручивание вокруг продольной оси. Это создает касательные напряжения, которые линейно возрастают к краю, при этом полярный модуль сечения служит ключевым параметром геометрической прочности. Хотя предел текучести стали при кручении составляет приблизительно 70 процентов от предела текучести, предел текучести при изгибе часто в 1,2 раза превышает значение Re из-за специфического распределения напряжений.

00:00 Нормальное напряжение: Растягивающее и сжимающее напряжение
02:01 Поперечное напряжение: Сдвиговое
03:47 Изгибное напряжение: Изгиб
05:55 Кручащее напряжение: Кручение