Однородное растяжение бруса как пример реализации одноосного напряженного состояния материала.

При растяжении (сжатии) прямого бру­са в его поперечных сечениях возникает только один внутренний силовой фактор – продольная сила, обозначаемая или N.

Прямые брусья, работающие на растяжение или сжатие, часто называют стержнями.

Продольные силы, соответствующие деформации растяжения, условимся считать положительными, а сжатия – отрицательными. При растяжении продольная сила на­правлена от сечения (рис. 17.4 б), а при сжатии – к сечению (рис. 17.3 б).

Модуль и направление (знак) продольной силы определяются из уравнения равновесия, составленного для отсеченной (оставленной после проведения сечения) части бруса:

откуда

Продольной силой в поперечном сечении бруса называется равнодействующая внутренних нормальных сил, возникающих в этом сечении.

В тех случаях, когда продольные силы в различных попереч­ных сечениях бруса неодинаковы, закон их изменения по длине бруса удобно представить в виде графика, называемого эпюрой продольных сил.

Эпюра продольных сил – это график функции .

Эпюру продольных сил строят в первую очередь для того, чтобы использовать ее при расчете бруса на прочность.

Напряжения

При растяжении (сжатии) бруса в его поперечных сечениях возникают только нормальные напряжения.

(17.1)

При растяжении считают напряжения положительными в местах резкого изменения формы и размеров поперечного сечения бруса также возникают местные напряжения. Это явление называют концентрацией на­пряжений.

В тех случаях, когда нормальные напряжения в различных поперечных сечениях бруса неодинаковы, целесообразно показывать закон их изменения по длине бруса в виде графика – эпюры нормальных напряжений.