Студопедия — The work of the external and internal forces in tension (compression). Strain energy
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

The work of the external and internal forces in tension (compression). Strain energy






 

In tension (compression) the external forces make the work in tension in consequence of displacement points where they are put (Fig. 2.10 a)

Evaluate the statically applied external force work i.e. the force which increases from zero up to its final value with a small velocity in the process of deformation.

 

а) б)

 

 


Fig. 2.10.

 

An elemental work dW of the external force F under the displacement is equal to

. (2.22)

 

But there is the relation (Hooks law) between and F

 

 

Substituting the value into the formula (2.22) we get

 

The total force work is found integrating this expression in the limits from zero to the final displacement value :

 

Thus,

(2.23)

i.e. the work of the external statically applied force is equal to half the product of the final force value and the final value of the corresponding displacement.

 

 

N
N

 

 


Fig. 2.11.

 

Grafically the force work F is expressed (taking into account the metric scales) by the OCB diagram area drawn in the coordinates (according to the scale Fig. 2.10 b).

Notice that the force work F1 (constant by the value) under the displacement is equal to

(2.24)

 

Under the deformation both the external forces and the internal forces (elastic forces) do work.

The elemental internal force work (for the element dz) is evaluated by the formula (Fig. 2.11):

(2.25)

 

where N is the internal force (a normal force); ∆ (dz) is the element elongation.

But, according to Hooks law we have Hence,

(2.26)

 

Integrating both formula parts (2.26) we get the total internal force work for the whole bar length :

 

. (2.27)

 

If N, E and A are constant, then

 

(2.28)

 

where is the bar elongation.

 

The value equal to the internal forces work but having the opposite sign is called the strain energy.

It represents the energy which is stored by the body under its deformation.

Thus, the strain energy in tension (compression) for the constant section under the action of the constant normal forces at all sections is determined by the formula

 

(2.29)

 

The strain energy set up on a unit volume of the material is called the specific potential energy:

 

(2.30)

or

as or (2.31)

 

Under the general state of stress the specific potential energy is equal to the sum of three items:

 

(2.32)

 

Using the general form of Hooks law we get

 

(2.33)

It is easy to receive the formula of the plane stress from the formula (2.32) as the special case of one of the principal stresses being equal to zero.

 







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 667. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Оценка качества Анализ документации. Имеющийся рецепт, паспорт письменного контроля и номер лекарственной формы соответствуют друг другу. Ингредиенты совместимы, расчеты сделаны верно, паспорт письменного контроля выписан верно. Правильность упаковки и оформления....

БИОХИМИЯ ТКАНЕЙ ЗУБА В составе зуба выделяют минерализованные и неминерализованные ткани...

Шов первичный, первично отсроченный, вторичный (показания) В зависимости от времени и условий наложения выделяют швы: 1) первичные...

Предпосылки, условия и движущие силы психического развития Предпосылки –это факторы. Факторы психического развития –это ведущие детерминанты развития чел. К ним относят: среду...

Анализ микросреды предприятия Анализ микросреды направлен на анализ состояния тех со­ставляющих внешней среды, с которыми предприятие нахо­дится в непосредственном взаимодействии...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.009 сек.) русская версия | украинская версия