sveučilište u zadru - 3. opĆi diojednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u...

26
Č Č VRSTO VRSTO Ć Ć A A 3. OP 3. OP Ć Ć I DIO I DIO

Upload: others

Post on 27-Dec-2019

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

ČČVRSTOVRSTOĆĆAA3. OP3. OPĆĆI DIOI DIO

Page 2: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OPOPĆĆI DIOI DIO

NapuNapušštanjem hipoteze o apsolutnoj krutosti tijela, moramo voditi tanjem hipoteze o apsolutnoj krutosti tijela, moramo voditi raraččuna o una o promjeni oblika i volumena tijela, promjeni oblika i volumena tijela, (deformaciji), (deformaciji), dolazimo u podrudolazimo u područčje je statike deformabilnih statike deformabilnih ččvrstih tijelavrstih tijela, k, koja oja određuje dimenzije i oblik tijela tako da njegove deformacije određuje dimenzije i oblik tijela tako da njegove deformacije ostanu u dopuostanu u dopušštenim granicama.tenim granicama.

Pri izvođenju uvjeta ravnotePri izvođenju uvjeta ravnotežže ravninskog, odnosno prostornog e ravninskog, odnosno prostornog sustava sila u statici krutih tijela, nisu bili uvjetovani vrstasustava sila u statici krutih tijela, nisu bili uvjetovani vrsta i i karakter sila, (da li su sile vanjske ili unutarnje). Zato i u karakter sila, (da li su sile vanjske ili unutarnje). Zato i u statici statici deformabilnih deformabilnih ččvrstih tijela vrijede opvrstih tijela vrijede općći uvjeti ravnotei uvjeti ravnotežže, e, određeni u statici krutih tijelaodređeni u statici krutih tijela..

Page 3: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OPOPĆĆI DIOI DIO

Hipoteza ravnih presjeka.Hipoteza ravnih presjeka.

Ako u tijelu proizvoljnog oblika prije njegove deformacije Ako u tijelu proizvoljnog oblika prije njegove deformacije zamislimo ravan presjek, onda nakon deformacije taj presjek zamislimo ravan presjek, onda nakon deformacije taj presjek ne mora ostati ravan. U praksi ima mnogo vane mora ostati ravan. U praksi ima mnogo važžnih slunih sluččajeva ajeva kada presjeci i nakon deformacije ostaju ravni ili se samo malo kada presjeci i nakon deformacije ostaju ravni ili se samo malo razlikuju od ravnine. U razlikuju od ravnine. U ČČvrstovrstoćći pretpostavljamo, osim pri i pretpostavljamo, osim pri savijanju savijanju šštapa, tapa, da ravni presjeci izvedeni u mislima prije da ravni presjeci izvedeni u mislima prije deformacije ostaju ravni i nakon deformacije deformacije ostaju ravni i nakon deformacije (hipoteza J. (hipoteza J. Bernoullia). Kod prizmatiBernoullia). Kod prizmatiččnog nog šštapa, kao najtapa, kao najččeeššććeg objekta u eg objekta u ČČvrstovrstoćći, hipoteza ravnih presjeka odnosi se obii, hipoteza ravnih presjeka odnosi se običčno na no na poprepopreččne presjeke (presjeci okomiti na uzdune presjeke (presjeci okomiti na uzdužžnu os nu os šštapa).tapa).

Page 4: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OPOPĆĆI DIOI DIO

Hipoteza malih pomakaHipoteza malih pomaka. .

Pomake smatramo malim, ako tijelo s obzirom na svoje opPomake smatramo malim, ako tijelo s obzirom na svoje općće e dimenzije pod djelovanjem opteredimenzije pod djelovanjem optereććenja samo neznatno mijenja enja samo neznatno mijenja svoj geometrijski oblik.svoj geometrijski oblik.

Ta se hipoteza ne moTa se hipoteza ne možže primijeniti na gipka tijela, koja se jako e primijeniti na gipka tijela, koja se jako deformiraju pod vanjskim opteredeformiraju pod vanjskim optereććenjemenjem

Page 5: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OPOPĆĆI DIOI DIO

Hipoteza o homogenosti i kontinuiranosti materijalaHipoteza o homogenosti i kontinuiranosti materijala

Prirodno Prirodno ččvrsto (realno) tijelo nije homogeno, vrsto (realno) tijelo nije homogeno, ššto znato značči da je i da je njegova gustonjegova gustoćća (specifia (specifiččna masa) promjenljiva i da zavisi od na masa) promjenljiva i da zavisi od polopoložžaja pojedinih aja pojedinih ččestica mase promatranog tijela.estica mase promatranog tijela.

Određivanje napregnutog stanja takvog tijela bilo bi vrlo sloOdređivanje napregnutog stanja takvog tijela bilo bi vrlo složženo eno ako se ne pretpostavi da su fiziako se ne pretpostavi da su fiziččkoko--mehanimehaniččka svojstva tijela u ka svojstva tijela u svim njegovim tosvim njegovim toččkama jednaka i da je materijal jednoliko, kama jednaka i da je materijal jednoliko, bez bez ššupljina, ispunjen po cijelom volumenu tijela ("homogeno" upljina, ispunjen po cijelom volumenu tijela ("homogeno" tijelo).tijelo).

Takva pretpostavka moTakva pretpostavka možže se u potpunosti primijeniti na e se u potpunosti primijeniti na materijale kao materijale kao ššto su to su ččelik, bakar, lijevano elik, bakar, lijevano žželjezo itd., a ueljezo itd., a u manjoj mjeri na drvo, opekmanjoj mjeri na drvo, opeku i druge građevne materijaleu i druge građevne materijale..

Page 6: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OPOPĆĆI DIOI DIO

Hipoteza o izotropnosti i ortotropnosti materijala.Hipoteza o izotropnosti i ortotropnosti materijala.

Homogeni materijali, Homogeni materijali, ččija su fiziija su fiziččkoko--mehanimehaniččka svojstva u svim ka svojstva u svim pravcima jednaka zovu se pravcima jednaka zovu se izotropni izotropni materijali (lijevani materijali (lijevani ččelik, elik, lijevani bakar, staklo itd.) lijevani bakar, staklo itd.)

Materijali koji imaju svojstvo homogenosti, ali su im fiziMaterijali koji imaju svojstvo homogenosti, ali su im fiziččkoko--mehanimehaniččka svojstva jednaka samo u određenim pravcima ka svojstva jednaka samo u određenim pravcima vlakana, koja su upravljena paralelno osima bilo kojeg vlakana, koja su upravljena paralelno osima bilo kojeg pravokutnog koordinatnog sistema, nazivaju se pravokutnog koordinatnog sistema, nazivaju se ortotropnim ortotropnim ((ččelik za kotlove, valjani elik za kotlove, valjani ččelik, elik, ččelieliččna na žžica). ica).

Materijali koji nemaju ni svojstvo izotropnosti ni svojstvo Materijali koji nemaju ni svojstvo izotropnosti ni svojstvo ortotropnosti nazivaju se ortotropnosti nazivaju se anizotropnim anizotropnim (tijela kristalini(tijela kristaliniččne ne strukture, kososlojasto drvo, strukture, kososlojasto drvo, ččelieliččna na žžica uvijena u hladnom ica uvijena u hladnom stanju).stanju).

Page 7: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

ELASTIELASTIČČNOST NOST ČČVRSTIH TIJELAVRSTIH TIJELA

ČČvrsto tijelo smatramo za vrsto tijelo smatramo za diskretan susrav materijalnih todiskretan susrav materijalnih toččaka.aka.Ako na takvo tijelo djeluju vanjske sile pojavit Ako na takvo tijelo djeluju vanjske sile pojavit ćće se e se unutarnje unutarnje sile, kojima se sile, kojima se ččestice opiru promjeni međusobnog poloestice opiru promjeni međusobnog položžaja, aja, (promjeni oblika tijela).(promjeni oblika tijela).

Pri tom se pojavljuju relativni pomaci tih Pri tom se pojavljuju relativni pomaci tih ččestica, koji se estica, koji se nastavljaju sve dok ne nastupi ravnotenastavljaju sve dok ne nastupi ravnotežža između vanjskih i a između vanjskih i unutarnjih sila. unutarnjih sila.

Takvo stanje tijela naziva se Takvo stanje tijela naziva se deformirano stanje. deformirano stanje. Pri deformaciji Pri deformaciji tijela nastaju i pomaci hvatitijela nastaju i pomaci hvatiššta vanjskih sila koje vrta vanjskih sila koje vršše tzv. e tzv. deformacioni rad, deformacioni rad, a taj se pri tom pretvara u a taj se pri tom pretvara u potencijalnu potencijalnu energiju elastienergiju elastiččne deformacije.ne deformacije.

Page 8: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

ELASTIELASTIČČNOST NOST ČČVRSTIH TIJELAVRSTIH TIJELA

Ako tijelo nakon rastereAko tijelo nakon rastereććenja (prestanka djelovanja vanjskih sila) enja (prestanka djelovanja vanjskih sila) zauzme u potpunosti svoj prvobitni oblik smatramo da je zauzme u potpunosti svoj prvobitni oblik smatramo da je potpuno elastipotpuno elastiččnono. .

Ako deformacije, izazvane vanjskim silama, ne iAko deformacije, izazvane vanjskim silama, ne iššččeznu potpuno eznu potpuno nakon rasterenakon rastereććenja, kaenja, kažžemo da je tijelo emo da je tijelo poluelastipoluelastiččno.no.Preostale deformacije nazivaju se Preostale deformacije nazivaju se trajnim trajnim (permanentnim) ili (permanentnim) ili plastiplastiččnim nim ((ččelik, drvo i kamen smatramo potpuno elastielik, drvo i kamen smatramo potpuno elastiččnim nim tijelima do određene granice opteretijelima do određene granice optereććenja). enja).

Granica elastiGranica elastiččnosti nosti do koje je tijelo potpuno elastido koje je tijelo potpuno elastiččnono zavisi od zavisi od kemijskog sastava i strukture materijala, a odrkemijskog sastava i strukture materijala, a određuje se eđuje se eksperimentalnim putem.eksperimentalnim putem.

Osim granice elastiOsim granice elastiččnosti, postoji i nosti, postoji i granica kidanjagranica kidanja. . To je To je optereoptereććenje, kod kojeg unutarnje sile naglo popuenje, kod kojeg unutarnje sile naglo popušštaju i zatim taju i zatim nastupa raskid opterenastupa raskid optereććenog elementa.enog elementa.

Page 9: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OSNOVNI ELEMENTI PRORAOSNOVNI ELEMENTI PRORAČČUNAUNA

Analiza Analiza ččvrstovrstoćće elemenata konstrukcije uglavnom se svode na e elemenata konstrukcije uglavnom se svode na određivanje unutarnjih sila i deformacija u određivanje unutarnjih sila i deformacija u šštapovima, tapovima, ploploččama ama i i ljuskamaljuskama..

ŠŠtapom tapom nazivamo tijelo kojega su proprenazivamo tijelo kojega su propreččne dimenzije male u ne dimenzije male u usporedbi s njegovom duljinom. Linija usporedbi s njegovom duljinom. Linija ššto spaja sredito spaja središšta svih ta svih poprepopreččnih presjeka nih presjeka šštapa naziva se tapa naziva se os os šštapa. tapa. ŠŠtap s tap s pravocrtnom osi zove se pravocrtnom osi zove se prizmatiprizmatiččan an šštap; tap; u protivnom sluu protivnom sluččaju aju je je zakrivljen zakrivljen šštap. tap. Ako je polumjer zakrivljenosti takvog Ako je polumjer zakrivljenosti takvog šštapa tapa u odnosu na visinu njegova presjeka velik, imamo u odnosu na visinu njegova presjeka velik, imamo šštap male tap male zakrivljenosti. zakrivljenosti. Ako je taj polumjer pribliAko je taj polumjer približžno istog reda velino istog reda veliččine ine kao visina presjeka, onda je to kao visina presjeka, onda je to šštap velike zakrivljenosti.tap velike zakrivljenosti.

Page 10: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OSNOVNI ELEMENTI PRORAOSNOVNI ELEMENTI PRORAČČUNAUNA

PloPloččomom nazivamo prizmatinazivamo prizmatiččno tijelo kojega je debljina mala u no tijelo kojega je debljina mala u usporedbi s ostalim dvjema dimenzijama.usporedbi s ostalim dvjema dimenzijama.

Ako je takva ploAko je takva pločča izboa izboččena u jednom ili dva pravca naziva se ena u jednom ili dva pravca naziva se ljuskaljuska (cilindri(cilindriččni rezervoar za tekuni rezervoar za tekuććine, parni kotao, plinski ine, parni kotao, plinski balon).balon).

Ljuske s tankim stjenkama zovu se Ljuske s tankim stjenkama zovu se ljuske male zakrivljenostiljuske male zakrivljenosti, , a s a s debelim stjenkama debelim stjenkama ljuske velike zakrivljenosti.ljuske velike zakrivljenosti.

Page 11: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

OSNOVNI ELEMENTI PRORAOSNOVNI ELEMENTI PRORAČČUNAUNA

Page 12: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

VANJSKA OPTEREVANJSKA OPTEREĆĆENJAENJA

Prema naPrema naččinu djelovanja vanjskih sila razlikujemo inu djelovanja vanjskih sila razlikujemo statistatiččka ka i i dinamidinamiččkaka optereoptereććenja. Statienja. Statiččka optereka optereććenja se ne mijenjaju u enja se ne mijenjaju u toku vremena (vlastita tetoku vremena (vlastita težžina mostovne konstrukcije), dok se ina mostovne konstrukcije), dok se dinamidinamiččka mijenjaju u zavisnosti od vremena (pritisak na klip ka mijenjaju u zavisnosti od vremena (pritisak na klip u cilindru stroja s unutarnjim izgaranjem).u cilindru stroja s unutarnjim izgaranjem).

Osim toga, razlikujemo Osim toga, razlikujemo periodiperiodiččki promjenljivaki promjenljiva ili ili ciklicikliččka ka (istosmjerna ili izmjeni(istosmjerna ili izmjeniččna), na), naglo djelujunaglo djelujuććaa i i udarna udarna optereoptereććenja. Prva od njih djeluju na tijelo periodienja. Prva od njih djeluju na tijelo periodiččki, druga ki, druga naglo, a trenaglo, a trećća djeluju u toku kratkog intervala vremena. a djeluju u toku kratkog intervala vremena.

Page 13: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

POMACIPOMACI

Vanjska optereVanjska optereććenja, enja, ššto djeluju na tijelo, izazivaju promjene to djeluju na tijelo, izazivaju promjene njegova geometrijskog oblika, koje su u vezi s pomacima njegova geometrijskog oblika, koje su u vezi s pomacima totoččaka, linija i ploha. aka, linija i ploha.

Pomaci toPomaci toččaka duaka dužž prave linije zovu se prave linije zovu se linijski linijski ili ili pravocrtni pravocrtni pomaci. pomaci.

Pomaci linija i ploha (presjeka) zovu se Pomaci linija i ploha (presjeka) zovu se kutnikutni iliili rotacioni pomacirotacioni pomaci

Page 14: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

HVATIHVATIŠŠTE OPTERETE OPTEREĆĆENJAENJA

Pri analizi deformacija opterePri analizi deformacija optereććenog enog šštapa valja jotapa valja jošš imati u vidu imati u vidu da ovdje da ovdje ne vrijedi 2. aksiom statike krutih tijelane vrijedi 2. aksiom statike krutih tijela, , prema prema kojem se hvatikojem se hvatiššte sile koja djeluje na kruto tijelo, mote sile koja djeluje na kruto tijelo, možže e slobodno pomicati po liniji njenog djelovanja.slobodno pomicati po liniji njenog djelovanja.

Iz slike vidimo da ako sila Iz slike vidimo da ako sila P P djeluje u todjeluje u toččki ki D, D, onda je Mmax onda je Mmax = = P l P l i moment savijanja mijenja se linearno pri i moment savijanja mijenja se linearno pri ččemu emu ćće se e se cijeli nosacijeli nosačč deformirati (iskriviti). Ako pak sila deformirati (iskriviti). Ako pak sila P P djeluje u djeluje u totoččki ki E E vidimo da je Mmax vidimo da je Mmax = P l / 2 = P l / 2 i da se dio i da se dio EBCD EBCD nosanosačča a uopuopćće nee nećće deformirati, vee deformirati, većć samo malo zakrenuti. samo malo zakrenuti.

Page 15: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

HVATIHVATIŠŠTE OPTERETE OPTEREĆĆENJAENJA

Page 16: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

HVATIHVATIŠŠTE OPTERETE OPTEREĆĆENJAENJA

Momentom sprega sila nije slobodan vektor. Ako moment sprega Momentom sprega sila nije slobodan vektor. Ako moment sprega sila koji djeluje u osloncu sila koji djeluje u osloncu A A premjestimo u sredinu grede, premjestimo u sredinu grede, deformacija grede bitno se mijenja a vrijednost Mmax dvaput deformacija grede bitno se mijenja a vrijednost Mmax dvaput je manja.je manja.

Isto tako sustav sila Isto tako sustav sila ššto djeluje na gredu, ne moto djeluje na gredu, ne možžemo zamijeniti emo zamijeniti njihovom rezultantom. Npr. ako bismo sile, koje djeluju na njihovom rezultantom. Npr. ako bismo sile, koje djeluju na vagonsku osovinu zamijenili njihovom rezultantom koja bi vagonsku osovinu zamijenili njihovom rezultantom koja bi djelovala u sredini osovine dobili bi bitno razlidjelovala u sredini osovine dobili bi bitno različčite deformacije ite deformacije i naprezanja. To znai naprezanja. To značči, da je iskljui, da je isključčena primjena poznatog ena primjena poznatog principa ekvivalentnosti statiprincipa ekvivalentnosti statiččkih sistema sila.kih sistema sila.

Page 17: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

HVATIHVATIŠŠTE OPTERETE OPTEREĆĆENJAENJA

Page 18: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

DEFORMACIJEDEFORMACIJE

Na slici pokazana su tri Na slici pokazana su tri šštapa u deformiranom stanju (izvutapa u deformiranom stanju (izvuččene linije) pod djelovanjem ene linije) pod djelovanjem razlirazliččitih optereitih optereććenja koji djeluju u krajnjim presjecima. Vidi se da linijski pomenja koji djeluju u krajnjim presjecima. Vidi se da linijski pomak ak ∆∆llnastaje pri nastaje pri rastezanju rastezanju šštapa, kutni pri tapa, kutni pri uvijanju uvijanju dok se pri dok se pri savijanju savijanju pojavljuju dva pojavljuju dva pomaka krajnjeg presjeka pomaka krajnjeg presjeka šštapa, tj. vertikalni pomak ili progib tapa, tj. vertikalni pomak ili progib ff i kutni pomak za kut i kutni pomak za kut φφ..

Page 19: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

DEFORMACIJEDEFORMACIJE

Zamislimo dvije toZamislimo dvije toččke ke šštapa koje se prije deformacije nalaze na uzajamnom tapa koje se prije deformacije nalaze na uzajamnom razmaku dx i oznarazmaku dx i označčimo sa dimo sa dλλ promjenu tog razmaka nakon deformacije Pri promjenu tog razmaka nakon deformacije Pri povepoveććanju razmaka između toanju razmaka između toččaka veliaka veliččina dina dλλ naziva se naziva se apsolutno produljenje, apsolutno produljenje, a pri smanjenju a pri smanjenju apsolutno skraapsolutno skraććenje. enje.

Odnos zove se Odnos zove se relativno produljenje relativno produljenje odnosno odnosno relativno skrarelativno skraććenje. enje. VeliVeliččina ina εεnaziva se naziva se ččesto i esto i aksijalna deformacija.aksijalna deformacija.

ddxλ

ε =

Page 20: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

DEFORMACIJEDEFORMACIJE

Page 21: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

DEFORMACIJEDEFORMACIJE

UoUoččimo li dva elementarna odsjeimo li dva elementarna odsječčka ka dx dx i i dy dy koji prije koji prije deformacije zatvaraju kut od 90deformacije zatvaraju kut od 90°°, taj , taj ćće se kut nakon e se kut nakon deformacije povedeformacije poveććati za veliati za veliččinu inu γγ, koju nazivamo , koju nazivamo relativno smicanje relativno smicanje ili ili kutna deformacija.kutna deformacija.

Pri deformaciji tijela mijenja se i njegov volumen. Ako Pri deformaciji tijela mijenja se i njegov volumen. Ako se elementarni volumen dV prilikom deformacije se elementarni volumen dV prilikom deformacije promijeni za velipromijeni za veliččinu inu du du (apsolutna promjena (apsolutna promjena volumena), onda se odnos volumena), onda se odnos

naziva naziva relativna promjena volumena relativna promjena volumena ili ili volumenska volumenska deformacija.deformacija.

vdudV

ε =

Page 22: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

ANALIZA NAPREGNUTOG STANJAANALIZA NAPREGNUTOG STANJA

1) Promatrati tijelo s 1) Promatrati tijelo s geometrijskog geometrijskog stajalistajališšta i postaviti jednadta i postaviti jednadžžbe, koje be, koje izraizražžavaju odnos između deformacija i pomakaavaju odnos između deformacija i pomaka. Grupu tih jednad. Grupu tih jednadžžbi bi oznaoznaččimo sa imo sa II..

2) Metodom presjeka presje2) Metodom presjeka presjećći promatramo tijelo i u ravnini presjeka dodati i promatramo tijelo i u ravnini presjeka dodati odgovarajuodgovarajućće unutarnje sile.e unutarnje sile.

3) Tijelo promatrati s 3) Tijelo promatrati s fizikalnog fizikalnog stajalistajališšta, na osnovu rezultata laboratorijskih ta, na osnovu rezultata laboratorijskih pokusa s razlipokusa s različčitim materijalima ili teorijskih razmatranja napisati itim materijalima ili teorijskih razmatranja napisati jednadjednadžžbe koje izrabe koje izražžavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i avaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednaddeformacija. Grupu tih jednadžžbi obiljebi obilježžimo sa imo sa IIII..

4) Tijelo promatrati s stajali4) Tijelo promatrati s stajališšta ta statike statike i postaviti jednadi postaviti jednadžžbe ravnotebe ravnotežže vanjskih e vanjskih i unutarnjih sila i unutarnjih sila ššto djeluju na pojedine dijelove promatranog tijela, a dobili to djeluju na pojedine dijelove promatranog tijela, a dobili smo ih kao rezultat primjene metode presjeka. Grupu tih jednadsmo ih kao rezultat primjene metode presjeka. Grupu tih jednadžžbi bi oznaoznaččimo sa III.imo sa III.

5) Rije5) Riješšiti jednaditi jednadžžbe I, be I, IIII i III. Na osnovu dobivenih rezultata odrediti stanje i III. Na osnovu dobivenih rezultata odrediti stanje naprezanja koje odgovara zadanoj deformaciji promatranog tijela.naprezanja koje odgovara zadanoj deformaciji promatranog tijela.

Page 23: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

ANALIZA NAPREGNUTOG STANJAANALIZA NAPREGNUTOG STANJA

Pri rjePri rješšavanju problema iz podruavanju problema iz područčja ja ččvrstovrstoćće obie običčno su zadani:no su zadani:

1) Oblik i geometrijske dimenzije tijela,1) Oblik i geometrijske dimenzije tijela,2) Konstante elasti2) Konstante elastiččnosti (moduli elastinosti (moduli elastiččnosti), tj. fizinosti), tj. fiziččke velike veliččine ine

koje karakteriziraju elastikoje karakteriziraju elastiččna svojstva materijala od kojeg je na svojstva materijala od kojeg je izrađeno promatrano tijeloizrađeno promatrano tijelo,,

3) Optere3) Optereććenje (povrenje (površšinske i volumenske sile),inske i volumenske sile),4)4) Uvjeti uUvjeti uččvrvrššććenja tijela ili njegovog oslanjanja na leenja tijela ili njegovog oslanjanja na ležžajeve ili ajeve ili

oslonce.oslonce.

NajNajččeeššćće se trae se tražži određivanje naprezanja i pomaci kao funkcije i određivanje naprezanja i pomaci kao funkcije koordinata tokoordinata toččke tijela, tj. naprezanja i pomaci registriraju se ke tijela, tj. naprezanja i pomaci registriraju se u obliku izraza, u koje ulaze koordinate tou obliku izraza, u koje ulaze koordinate toččke tijela.ke tijela.

Page 24: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

UVJETI UVJETI ČČVRSTOVRSTOĆĆEE

Pri projektiranju i proraPri projektiranju i proraččunu tehniunu tehniččkih konstrukcija moraju kih konstrukcija moraju biti zadovoljena uglavnom ova tri uvjeta:biti zadovoljena uglavnom ova tri uvjeta:

1)1) Uvjet Uvjet ččvrstovrstoććeeNajveNajvećća naprezanja a naprezanja u konstrukciji ne smiju biti veu konstrukciji ne smiju biti većća od neke a od neke normativne vrijednosti, koja se normativne vrijednosti, koja se određuje na temelju određuje na temelju eksperimentalnih ispitivanja. eksperimentalnih ispitivanja. Pri tom se pod Pri tom se pod ččvrstovrstoććom om podrazumijeva sposobnost konstrukcije da u cijelosti i u podrazumijeva sposobnost konstrukcije da u cijelosti i u svojim pojedinim elementima podnese određeno opteresvojim pojedinim elementima podnese određeno optereććenje, enje, bez rizika da se razrubez rizika da se razruššii..

Page 25: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

UVJETI UVJETI ČČVRSTOVRSTOĆĆEE

2)2) Uvjet krutostiUvjet krutostiNajveNajvećća deformacija a deformacija leležži u dopui u dopušštenim granicama, jer inatenim granicama, jer inačče e pri nekoj stanovitoj velipri nekoj stanovitoj veliččini deformacije moini deformacije možže doe doćći u pitanje i u pitanje praktipraktiččko iskoriko iskorišštavanje konstrukcije (smanjenje potrebne tavanje konstrukcije (smanjenje potrebne zrazraččnosti nosti —— uslijed deformacija uslijed deformacija —— između dijelova između dijelova stroja).stroja).

Page 26: Sveučilište u Zadru - 3. OPĆI DIOjednadžbe koje izražavaju odnos između naprezanja ili sila u presjeku i deformacija. Grupu tih jednadžbi obilježimo sa II. 4) Tijelo promatrati

UVJETI UVJETI ČČVRSTOVRSTOĆĆEE3) 3) Uvjet stabilnostiUvjet stabilnosti. .

OptereOptereććeno tijelo se deformira i dobiva nov oblik, koji ono i eno tijelo se deformira i dobiva nov oblik, koji ono i zadrzadržžava, sve dok djeluju zadana optereava, sve dok djeluju zadana optereććenja. To je enja. To je ravnoteravnotežžni ni oblik, oblik, ššto znato značči ravnotei ravnotežžu između vanjskih i unutarnjih silau između vanjskih i unutarnjih sila. . Neophodno je potrebno da takav ravnoteNeophodno je potrebno da takav ravnotežžni oblik tijela ima ni oblik tijela ima sposobnost da se u slusposobnost da se u sluččaju poremeaju poremeććaja vrati u prvobitno aja vrati u prvobitno ravnoteravnotežžno stanje. Tada je to no stanje. Tada je to stabilni stabilni oblik ravnoteoblik ravnotežže. e. U U određenim uvjetima ravnoteodređenim uvjetima ravnotežžni oblik moni oblik možže postati e postati nestabilan. nestabilan. Promjena prvobitnog oblika ravnotePromjena prvobitnog oblika ravnotežže naziva se e naziva se gubitkom gubitkom stabilnosti stabilnosti i ona je jednako opasna kao i raskid konstrukcije. i ona je jednako opasna kao i raskid konstrukcije. Npr. dugaNpr. dugaččak i vitak ak i vitak šštap motap možže pri dovoljno velikom e pri dovoljno velikom aksijalnom optereaksijalnom optereććenju na sabijanje izgubiti zauvijek svoj enju na sabijanje izgubiti zauvijek svoj prvobitni pravocrtni oblik. Eksperimentalna i teorijska prvobitni pravocrtni oblik. Eksperimentalna i teorijska ispitivanja pokazuju, da nestabilnost ravnoteispitivanja pokazuju, da nestabilnost ravnotežžnog oblika nog oblika neizbjeneizbježžno vodi do unino vodi do unišštenja konstrukcijetenja konstrukcije