Nội lực là gì sức bền vật liệu năm 2024

Nội dung chính Show

Chương 2

LÝ THUYẾT VỀ NỘI VÀ NGOẠI LỰC

§1. Khái niệm chung về ngoại lực

Ngoại lực là lực tác dụng của môi trường bên ngoài hay của vật thể khác lên vật thể đang

xét. Thí dụ như áp lực của hơi nước lên thành xi lanh và bề mặt của pit tông, lực căng của các dây

đai lên trục truyền, áp lực nước lên đập chắn nước,… (hình 2.1)

Ngoại lực bao gồm tải trọng và phản lực liên kết.

Tải trọng là ngoại lực có phương,

chiều, trị số, điểm đặt và tính chất đã

biết trước. Phụ thuộc vào đặc điểm đặt

lực theo thời gian mà người ta lại chia

tải trọng thành tải trọng tĩnh và tải trọng

động. Tải trọng tĩnh là loại tải trọng có

trị số tăng dần dần từ không đến một giá

trị nhất định và sau đó không thay đổi.

Với tải trọng tĩnh ta có thể bỏ qua lực

quán tính. Tải trọng động là loại tải

trọng có trị số thay đổi trong một thời

gian rất ngắn từ không đến giá trị cuối

cùng hoặc là loại tải trọng mà giá trị của

nó thay đổi theo chu kỳ không có giá trị ổn định.

Phản lực liên kết là những lực phát sinh tại những chỗ tiếp xúc của vật thể đa ng xét với các

vật thể khác dưới tác dụng của các tải trọng. Ví dụ nh ư lực phát sinh ở các ổ đỡ trục, của nền l ên

đáy móng đập,…

Theo hình thức tác dụng, người ta còn phân ngoại lực thành các lực phân bố và các lực tập trung.

Lực tập trung là những lực tác dụng tại một điểm của vật thể. Tr ên thực tế, định nghĩa này

chỉ có tính chất qui ước vì qua một điểm, là một khái niệm hình học không có kích thước, không

có thể truyền được bất cứ tác động hữu hạn nào. Lực tập trung là ví dụ mang ý nghĩa điển hình về

việc sơ đồ hoá các hiện tượng thực tế. Lực tập trung thường được ký hiệu là P. Đơn vị của P là

Niutơn (N). Ví dụ như trọng lượng đường ray thông qua diện tích tiếp xúc giữa bánh xe v à ray có

thể xem là lực tập trung.

Lực phân bố bề mặt là lực tác dụng lên vật thông qua một diện tích đủ lớn. Lực bề mặt

được ký hiệu là p, thứ nguyên của p là [lực]/[chiều dài]2, đơn vị thường dùng là N/m2. Ví dụ như

lực tác dụng của hàng hoá chất trong toa xe lên sàn xe, áp lực nước lên thành bể chứa v.v…là các

lực phân bố bề mặt.

Lực phân bố theo chiều dài được xét đến khi lực bề mặt tác dụng tr ên diện tích có kích

thước theo một chiều bé hơn rất nhiều so với kích thước theo chiều còn lại. Lực phân bố theo

chiều dài được ký hiệu là q, thứ nguyên của nó là [lực]/[chiều dài], đơn vị thường dùng là N/m.

Lực phân bố thể tích là lực tác dụng lên mọi điểm trong vật như lực trọng trường, lực quán

tính, lực điện từ v.v…, thứ nguyên của nó là [lực]/[chiều dài]3, đơn vị thường dùng là N/m3.

Hình 2.1: Một số dạng ngoại lực