Особенности распределения напряжений

Действительно, даже при простом растяжении одноосное напряженное состояние получается лишь тогда, когда растягиваемый элемент имеет одинаковые сечения по длине элемента и усилия равномерно приложены к концевым сечениям; тогда силовые линии (траектории главных напряжений) текут параллельно; в противном случае или в местах изменения размеров сечений образуется двухосное или трехооное напряженное состояние и работа стали существенно меняется, как было указано выше; в входящих углах напряжения повышаются, появляется явление концентрации напряжений, силовые линии получаются не параллельными, а криволинейными. В аналогичных условиях такая же концентрация напряжений получается при изгибе и других действиях сил.

При небольших размерах сечений неравномерности приложения к элементу силовых воздействий сказываются не резко; при больших, например при широких пластинах напряжения получают значительные изменения и распределяются неравномерно; как известно, при кручении распределение напряжений резко зависит от формы сечения (круглое, прямоугольное, треугольное, незамкнутое); в балках при малых соотношениях пролета к высоте распределение напряжений изгиба зависит от высоты и значительно отличается от обычного линейного; в тонкостенных стержнях при стесненном кручении распределение Напряжений существенно зависит от геометрии входящих в сечение пластинок, от явления депланации сечений; в составных стержнях распределение напряжений существенно зависит от податливости связей, передачи через связи усилий, размеров и формы входящих в сечение частей и т. д.

Особенности распределения напряжений по элементу в зависимости от его формы наиболее четко проявляются в расположении траекторий главных напряжений, поэтому изучение этих траекторий существенно углубляет суждения о работе элементов конструкции.