结构中的载荷、变形和内力
最近,经常在网帖中看到拉力和压力引起弯曲的说法,似觉不妥,故发表一点自己的看法。
什么是工程结构(教材叫做力学结构)?我认为,它实际上是施力体(施加载荷)和支撑体(支撑力,习惯称为支反力)之间的承力载体。只有施加载荷,没有支反力,结构就成为了物理中运动学和动力学的研究对象,研究的内容就是速度、加速度、位移或轨迹。虽然结构中的力学问题和物理的静力学有联系,但其区别也是很大的,最大区别就是物理中静力学研究的是不变形的刚体。而我们的结构,是可变形的固体。
在结构中,通常所说的载荷是指施力体施加的载荷和支撑体提供的支反力而组成的平衡力系。
在结构中,载荷、变形和内力的关系是:载荷使结构变形,变形产生内力(因变形而产生的附加内力),载荷是“因”,变形和内力是“果”。没有外载荷,结构就不会有变形,因而也就不会有因变形而产生的附加内力。
正因为载荷和变形的这种因果关系,所以在工程中,作用在结构上的载荷常按该载荷能使结构产生的变形来划分。
为了研究的方便,在结构力学中一般都是用杆件作为最简结构来进行分析的。
构件(杆件)在外力作用下的基本变形有五种:即拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲。因此,作用在构件上的载荷也就有了拉力、压力、剪切力、扭转力和弯曲力之分了。
工程实践中,构件的变形可能是多种载荷的复合作用而产生的复合变形,但五种基本变形是可以单独存在并各有其特征的。
