При растяжении—сжатии все силы направлены вдоль оси стержня. В поперечных сечениях стержня действует только одно внутреннее усилие — продольное. Возможно действие сосредоточенных и распределенных нагрузок. Из приведенного выше общего правила определения внутренних усилий выделим правило определения продольных усилий.
Продольное усилие равняется сумме сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения.
Положительным считается растягивающее усилие, отрицательным — сжимающее.
Математически это правило можно записать следующим образом:
N'(*) = X Fi+ X •.
Кручение
Кручение стержня вызывается парами сил, плоскость действия которых перпендикулярна продольной оси стержня. В этом случае в поперечных сечениях стержня действует только одно внутреннее усилие — крутящий момент Л/к. Внешними нагрузками при кручении могут быть сосредоточенные моменты М и распределенные моменты т.
Применительно к кручению правило определения внутренних усилий выглядит так:
Крутящий момент равен сумме моментов пар сил, расположенных по одну сторону от рассматриваемого сечения.
Правило знаков крутящего момента, в принципе безразлично, так как прочность при кручении не зависит от направления вращения. Важно лишь не спутать сумму или разность чисел. Тем не менее для упорядочения расчетов рекомендуется принять: крутящий момент положительный, если, глядя с торца стержня, видим внешний момент, действующий против часовой стрелки. Математически крутящий момент можно записать так: Мк (х) = М. + ^ Jт. (х) dx.
В реальных конструкциях нет сил и моментов, действующих в точке. Каждая сила действует на каком-то участке тела, как правило, малом по сравнению с размерами тела и, поэтому в расчетах заменяется сосредоточенной силой или парой сил, действующей в точке. При кручении распределенные моменты используют в расчетах крайне редко.
