Сопротивление материалов — напряжение и деформация стержня

σ = F/A, ε = ΔL/L, E = σ/ε, касательное напряжение, удлинение стержня, кручение τ = Tr/J, изгиб σ = My/I, момент инерции прямоугольника и коэффициент Пуассона. Не закон Гука пружины F = kΔx.

Калькуляторы раздела

Нормальное напряжениеσ = F / A. Сила вдоль оси стержня, площадь — поперечное сечение. Касательное напряжение — соседняя страница с той же записью F/A, но сила лежит в плоскости сечения.Относительное удлинениеε = ΔL / L. Поле ε — доля, не проценты: 2 мм на 1 м это 0,002, не 0,2. Напряжение считает соседняя страница.Модуль ЮнгаE = σ / ε в линейной области. Единица — паскаль, часто гигапаскаль. Пружина F = kΔx — другая страница: там жёсткость k, не модуль E.Касательное напряжениеτ = F / A для среза: сила лежит в плоскости площади. Нормальное напряжение — сосед с той же дробью, но сила перпендикулярна сечению. Кручение вала — τ = Tr/J.Коэффициент запасаn = [σ] / σ. Оба напряжения — ваши числа. Нет справочника сталей. n меньше 1 страница посчитает: это перегрузка, не ошибка деления.Удлинение стержняΔL = F L / (A E). Пять полей стержня. Пружина F = kΔx — соседняя физика: там нет площади сечения и модуля Юнга.Кручение круглого валаτ = T r / J. r — расстояние от оси до точки (часто наружный радиус). J — полярный момент сечения, не I = mr² точки и не I = bh³/12 прямоугольника без перевода в полярный.Напряжение при изгибеσ = M y / I. y — расстояние от нейтральной оси, часто половина высоты. I — момент инерции площади сечения, не I = mr² материальной точки. Момент M в пролёте задаёте вы.Момент инерции прямоугольникаI = b h³ / 12 относительно оси через центр, параллельной стороне b. h в кубе — высота. Не путайте с I = m r² точки: здесь метры в четвёртой, не кг·м².Коэффициент Пуассонаν = εпопер / εпрод. Вводите положительные модули: при растяжении поперечное сжатие уже как положительное число. Типичная сталь около 0,3. Страница минус не ставит.СилаКалькулятор силы использует второй закон Ньютона F = ma и позволяет найти силу, массу или ускорение с переводом единиц.Закон ГукаЗакон Гука: сила упругости пропорциональна растяжению или сжатию, F = k Δx, пока деформация мала и упругая.Момент силыМомент силы M = F r sin θ, где θ — угол между силой и радиусом-вектором от оси. При θ = 90° получается M = F r.Момент инерции материальной точкиДля материальной точки I = m r², где r — расстояние до оси. Формулы диска, шара и стержня на этой странице нет.

Сопротивление материалов — напряжение и деформация стержня

Десять учебных связей плюс мосты: сила, пружина, момент и I = mr² точки. Родитель — инженерия.

Напряжение

σ = F/A вдоль оси. τ = F/A в плоскости среза. Запас делит допускаемое на рабочее.

Деформация и Юнг

ε = ΔL/L безразмерное. E = σ/ε. ΔL = FL/AE собирает силу, длину, сечение и материал. Пуассон — поперечная деформация к продольной.

Вал, балка, сечение

Кручение: τ = T r / J. Изгиб: σ = M y / I. Прямоугольник: I = b h³ / 12 — это не I = mr² точки.

Чего здесь нет

Нет пролёта балки, эпюр, J = πd⁴/32 из диаметра, таблиц марок и ГОСТ. Момент M и J задаёте готовыми.

Как пользоваться

Сила и сечение → напряжение. Для вала — момент, радиус и J. Для балки — M, y и I. Прямоугольник даёт I. Допускаемое своё → запас. м⁴ не путать с кг·м². Температурное ΔL без силы — линейное расширение в теплотехнике.

Вернуться к разделу Инженерия.

Частые вопросы

Нормальное или касательное?
Нормальное — сила вдоль оси. Касательное — сила в плоскости среза. Обе записи F/A.
ε и σ — одно?
ε — удлинение к длине. σ — сила к площади. Связывает E.
Пружина или стержень?
Пружина F = kΔx. Стержень ΔL = FL/AE.
Откуда [σ]?
Задаёте сами в запасе. Страница марку не подставляет.
Кручение?
τ = T r / J для круглого вала. Срез — τ = F/A.
Родитель раздела?
Инженерия. Сосед: теплотехника (ΔL = αLΔT).