Acțiunea externă
Această intrare sau secțiune despre inginerie nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
În inginerie cu termenul acțiuni externe , ne referim la acțiunile, datorate oricărui eveniment extern, capabile, împreună cu reacțiile obligatorii, să aducă un stres în sistem. Limitarea la un câmp pur fizic a acțiunilor sau forțelor externe de natură și origine variate care, acționând asupra unui solid sau a unei structuri, își modifică stresul intern sau starea de stres provocând o deformare posibil până la o limită maximă numită sarcină de rupere, dincolo de care sistemul își sparge condiția inițială de echilibru trecând rapid la o nouă stare de echilibru static sau dinamic. Acțiunile asupra unei structuri generice, cu constrângeri generice, pot fi de altă natură:
- Acțiuni mecanice.
- Constrângeri sau deplasări de câmp.
- Acțiuni termice.
Predicția acțiunilor la care va fi supusă o structură este un moment fundamental în proiectarea acesteia, deoarece determină dimensionarea geometrică și alegerea materialelor, pentru a satisface cerințele tradiționale de rezistență și rigiditate în prezența sarcina .
În general, în fiecare sistem vorbim de acțiuni externe care modifică o stare inițială de echilibru pentru a ajunge la o nouă stare de echilibru sau o stare de neechilibru.
Acțiuni mecanice
Acțiunile mecanice sunt forțe generalizate care acționează asupra structurii, adică forțe și momente concentrate sau distribuite. În cazul static, adică, imaginându-se că structura este încărcată într-un mod cvasistatic de la starea inițială la starea finală, se creează un echilibru static, cu reacțiile de constrângere care echilibrează forțele asupra structurii. Structura în sine se va deforma și vor apărea tensiuni în ea ca răspuns la sarcina externă. După cum a afirmat Robert Hooke Ut tensio sic vis .
O problemă obișnuită în știința construcției este cea a cilindrului Saint Venantm, care este modelarea unei grinzi . Acțiunile mecanice care acționează asupra fasciculului la capetele sale sunt clasificate ca:
- forțe axiale: N x
- forțe de forfecare: T z T y
- momente de încovoiere: M z M y
- momente răsucitoare: M T
În cazul acțiunilor care variază în timp (non-staționaritatea), pot fi generate vibrații și poate fi atins fenomenul de rezonanță mecanică. În studierea răspunsului sistemului la acțiuni mecanice nestacionare, este necesar să se ia în considerare forțele de inerție ale structurii și, astfel, să se rezolve problema echilibrului dinamic care se creează.
În ceea ce privește mecanica corpurilor, sunt studiate și acțiunile impulsive, adică coliziunile dintre corpuri, de tip elastic sau inelastic.
Mișcări
Deplasările constau în impunerea unei variații geometrice a stării structurii, care determină deformarea structurii în sine și deci apariția tensiunilor. O problemă clasică în știința construcției este aceea a unei grinzi cu o constrângere cedantă, în care una dintre cele două constrângeri este forțată să se miște.
Acțiuni termice
O sarcină termică determină variații geometrice conform legii . Aceste deformări determină în general apariția stresului. De exemplu, un fascicul de material izotrop omogen încastrat pe laturi, supus unei creșteri a temperaturii, uniform în spațiu, va fi supus unei stări de stres care compensează deformarea care ar exista dacă ar fi liberă. Aceeași grindă, liberă la o extremă, ca răspuns la aceeași tensiune, s-ar întinde (se va deforma) fără ca tensiunile să apară. Pe de altă parte, luând o placă liberă de material izotrop supus unui câmp termic omogen, se va deforma uniform, fără a provoca stres. Aceeași placă într-un câmp în care există gradienți de temperatură se va deforma inegal, cu apariția tensiunilor în placă în sine. Chiar și o placă de material neizotrop supus unui câmp termic uniform va reacționa deformându-se într-o manieră neuniformă, datorită prezenței diferiților coeficienți de expansiune în diferitele direcții, cu prezența tensiunilor.
