Определение внутренних усилий и напряжений при сдвиге

Сдвиг – вид сопротивления, при котором стержень нагружен двумя равными силами (на малом расстоянии друг от друга), перпендикулярными к оси бруса и направленными в противоположные стороны.

Примером такого действия сил на брус может быть разрезание ножницами прутьев, деформация заклепок, болтов, сварных швов между металлическими листами и т. п.

Мысленно рассекая брус поперечным сечением перпендикулярным продольной оси определим внутренние усилия, действующие в сечении бруса при сдвиге.

В данном случае нагружения из шести уравнений равновесия лишь одно не нулевое: , следовательно .

При сдвиге в сечении элемента возникает только одно внутреннее усилие – поперечная сила ( или ).

Так как единственное внутреннее усилие, возникающие при сдвиге (поперечная сила или ), лежит в плоскости поперечного сечения, то и напряжения, лежат в плоскости сечения стержня. То есть при сдвиге в точках поперечного сечения стержня возникают только касательные напряжения .

Таким образом, поперечная сила, возникающая в сечении

. (4.1)

При сдвиге считают, что касательные напряжения равномерно распределены по площади поперечного сечения, т.е. , поэтому

(4.2)

Касательные напряжения при сдвиге определяются по формуле , а так как , то

. (4.3)