Зо́внішні си́ли — сили взаємодії між розглядуваним елементом конструкції та пов'язаними з ним тілами. Зовнішні сили можуть бути класифіковані за декількома ознаками.
Класифікація зовнішніх сил
За видом розміщення точок прикладання сил до тіла
Якщо зовнішні сили є результатом безпосередньої контактної взаємодії даного тіла з іншими тілами, то вони прикладені до точок поверхні тіла в місці контакту і називаються поверхневими силами. Систему зовнішніх сил, прикладених до тіла, називають навантаженням. Навантаження, яке зосереджене в точці може бути у вигляді зосередженої сили Р (Н, кН, МН) або зосередженого моменту М (Н·м, кН·м, МНм).
Поверхневі сили можуть бути неперервно розподіленими по всій поверхні тіла або її частині, наприклад, тиск пари в котлі, вітрове та снігове навантаження, тиск газу в циліндрі двигуна.
Навантаження, що припадає на одиницю площі називається інтенсивністю навантаження. Її, як правило позначають p і виражають в Пасклях (Па) або кратних йому одиницях (кПа, МПа, ГПа). Часто навантаження, розподілене по поверхні зводять до головної площини, унаслідок чого утворюється навантаження, розподілене уздовж лінії (лінійне навантаження або погонне навантаження). Інтенсивністю такого навантаження q (Н/м, кН/м, МН/м) називають навантаження, що припадає на одиницю довжини лінії. Інтенсивність може бути змінною по цій довжині. Характер зміни навантаження, як правило, показують у вигляді епюри (графіка).
У разі рівномірно розподіленого навантаження q — епюра прямокутна. У разі дії гідростатичного тиску епюра навантаження трикутна. Бувають епюри і складніших видів.
Зазначимо, що рівнодійна розподіленого навантаження чисельно дорівнює площі його епюри і прикладена в центрі її ваги.
Якщо навантаження розподілене по невеликій частині поверхні тіла то його зазвичай замінюють рівнодійною у вигляді зосередженої сили P чи зосередженого моменту M (пари сил).
Бувають такі навантаження, які не є наслідком контакту двох тіл, наприклад власна вага, сила інерції тіла що рухається тощо. Ці сили, прикладені в кожній точці об'єму, які займає тіло, і тому називають масовими або об'ємними.
За характером зміни сили у процесі її прикладання
Якщо сила змінюється повільно і прискорення точок тіла, що виникають у результаті цієї зміни є малими, значить малими (у порівнянні з іншими силами) є і сили інерції, то ними можна знехтувати і вважати навантаження статичним. Прикладом може бути навантаження від снігового покриву дахової конструкції. Якщо ж прискорення, що виникають в процесі прикладання зовнішньої сили і сили інерції не є малими у порівнянні з іншими силами, то такі зовнішні сили називають динамічними. Наприклад сили, що виникають при русі кабіни ліфта. У випадку, коли зміна сили відбувається в дуже короткий термін, то таке динамічне навантаження називають ударним. Наприклад, сили, що виникають при забиванні залізобетонної палі молотом.
Зустрічаються динамічні навантаження, що характеризуються періодичною зміною їх величини у часі, в окремому випадку за гармонічним законом. Такі сили називають циклічними. Під впливом таких сил можуть виникати коливання (вібрації) тіла.
За тривалістю впливу на конструкцію
Навантаження, що діє на тіло (конструкцію) неперервно, називається сталим (наприклад, вага); якщо навантаження діє у певні проміжки часу, то воно називається тимчасовим (наприклад, навантаження на міст при проїзді транспорту по ньому). Таке тимчасове навантаження може бути регулярним (повторятися з певною періодичністю) і випадковим (сейсмічні сили).
Див. також
Джерела
- Опір матеріалів. Підручник /Г. С. Писаренко, О. Л. Квітка, Е. С. Уманський. За ред. Г. С. Писаренка — К.: Вища школа,1993 .- 655 с.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Zo vnishni si li sili vzayemodiyi mizh rozglyaduvanim elementom konstrukciyi ta pov yazanimi z nim tilami Zovnishni sili mozhut buti klasifikovani za dekilkoma oznakami Klasifikaciya zovnishnih silZa vidom rozmishennya tochok prikladannya sil do tila Yaksho zovnishni sili ye rezultatom bezposerednoyi kontaktnoyi vzayemodiyi danogo tila z inshimi tilami to voni prikladeni do tochok poverhni tila v misci kontaktu i nazivayutsya poverhnevimi silami Sistemu zovnishnih sil prikladenih do tila nazivayut navantazhennyam Navantazhennya yake zoseredzhene v tochci mozhe buti u viglyadi zoseredzhenoyi sili R N kN MN abo zoseredzhenogo momentu M N m kN m MNm Poverhnevi sili mozhut buti neperervno rozpodilenimi po vsij poverhni tila abo yiyi chastini napriklad tisk pari v kotli vitrove ta snigove navantazhennya tisk gazu v cilindri dviguna Navantazhennya sho pripadaye na odinicyu ploshi nazivayetsya intensivnistyu navantazhennya Yiyi yak pravilo poznachayut p i virazhayut v Pasklyah Pa abo kratnih jomu odinicyah kPa MPa GPa Chasto navantazhennya rozpodilene po poverhni zvodyat do golovnoyi ploshini unaslidok chogo utvoryuyetsya navantazhennya rozpodilene uzdovzh liniyi linijne navantazhennya abo pogonne navantazhennya Intensivnistyu takogo navantazhennya q N m kN m MN m nazivayut navantazhennya sho pripadaye na odinicyu dovzhini liniyi Intensivnist mozhe buti zminnoyu po cij dovzhini Harakter zmini navantazhennya yak pravilo pokazuyut u viglyadi epyuri grafika U razi rivnomirno rozpodilenogo navantazhennya q epyura pryamokutna U razi diyi gidrostatichnogo tisku epyura navantazhennya trikutna Buvayut epyuri i skladnishih vidiv Zaznachimo sho rivnodijna rozpodilenogo navantazhennya chiselno dorivnyuye ploshi jogo epyuri i prikladena v centri yiyi vagi Yaksho navantazhennya rozpodilene po nevelikij chastini poverhni tila to jogo zazvichaj zaminyuyut rivnodijnoyu u viglyadi zoseredzhenoyi sili P chi zoseredzhenogo momentu M pari sil Buvayut taki navantazhennya yaki ne ye naslidkom kontaktu dvoh til napriklad vlasna vaga sila inerciyi tila sho ruhayetsya tosho Ci sili prikladeni v kozhnij tochci ob yemu yaki zajmaye tilo i tomu nazivayut masovimi abo ob yemnimi Za harakterom zmini sili u procesi yiyi prikladannya Yaksho sila zminyuyetsya povilno i priskorennya tochok tila sho vinikayut u rezultati ciyeyi zmini ye malimi znachit malimi u porivnyanni z inshimi silami ye i sili inerciyi to nimi mozhna znehtuvati i vvazhati navantazhennya statichnim Prikladom mozhe buti navantazhennya vid snigovogo pokrivu dahovoyi konstrukciyi Yaksho zh priskorennya sho vinikayut v procesi prikladannya zovnishnoyi sili i sili inerciyi ne ye malimi u porivnyanni z inshimi silami to taki zovnishni sili nazivayut dinamichnimi Napriklad sili sho vinikayut pri rusi kabini lifta U vipadku koli zmina sili vidbuvayetsya v duzhe korotkij termin to take dinamichne navantazhennya nazivayut udarnim Napriklad sili sho vinikayut pri zabivanni zalizobetonnoyi pali molotom Zustrichayutsya dinamichni navantazhennya sho harakterizuyutsya periodichnoyu zminoyu yih velichini u chasi v okremomu vipadku za garmonichnim zakonom Taki sili nazivayut ciklichnimi Pid vplivom takih sil mozhut vinikati kolivannya vibraciyi tila Za trivalistyu vplivu na konstrukciyu Navantazhennya sho diye na tilo konstrukciyu neperervno nazivayetsya stalim napriklad vaga yaksho navantazhennya diye u pevni promizhki chasu to vono nazivayetsya timchasovim napriklad navantazhennya na mist pri proyizdi transportu po nomu Take timchasove navantazhennya mozhe buti regulyarnim povtoryatisya z pevnoyu periodichnistyu i vipadkovim sejsmichni sili Div takozhOb yemna sila Vnutrishni siliDzherelaOpir materialiv Pidruchnik G S Pisarenko O L Kvitka E S Umanskij Za red G S Pisarenka K Visha shkola 1993 655 s ISBN 5 11 004083 4