Силовая схематизация (модель нагружения)

В нагруженном теле, находящемся в равновесии, внешние нагрузки стремятся вызвать деформацию тела, а внутренние усилия стремятся сохранить тело как единое целое.

Внешние нагрузки – силы взаимодействия между рассматриваемым элементом конструкции и другими телами, связанными с ним.

Классификация внешних нагрузок производится по трем признакам: способу приложения, продолжительности действия, характеру изменения.

По способу приложения: сосредоточенные, распределенные.

Сосредоточенными (рис. а) называют силы, приложенные к площадкам, размеры которых малы по сравнению с размерами объекта, например, давление обода колеса на рельс. Размерность Н, кгс (ньютон, килограмм силы).

Распределенными по площади (поверхностными) (рис. б) называют силы, приложенные к площадкам контакта, например, давление жидкости или газа на стенки сосуда, снеговая нагрузка на кровлю здания. Давление выражается в единицах силы, отнесенных к единице площади, Н/м2, кгс/см2. Производная единица Паскаль: 1 Па = 1 Н/м2.

рис. 7. Примеры сосредоточенной (а) и равномерно

распределенной по площади (б) нагрузок

Распределенные по длине (рис. а) равномерно или по заданному закону (треугольному, параболическому…). Размерность Н/м, кгс/м.

Объемные силы (рис. б) непрерывно распределены по объему, занимаемому элементом, например, сила тяжести, сила инерции. Характеризуются интенсивностью, то есть отношением единицы силы к единице объема, Н/м3, гс/см3.

рис. 8. Виды распределенной по длине (а) и объему (б) нагрузок

По продолжительности действия: постоянные и временные

Постоянные действуют в течение всего времени существования конструкции, например, нагрузка на фундамент здания.

Временные действуют на протяжении отдельных периодов эксплуатации объекта, например, давление газа в баллоне