Umowy dotyczące znaków w wytrzymałości materiałów

rootnoot••Wytrzymałość materiałów

Zanim zaczniemy liczyć naprężenia, siły wewnętrzne i momenty, trzeba ustalić wspólny język – czyli konwencję znaków. To od niej zależy, czy dodatni wynik oznacza rozciąganie czy ściskanie, skręcanie w prawo czy w lewo. W mechanice materiałów umowa znaków nie jest tylko formalnością – to fundament jednoznaczności obliczeń.

Umowna konwencja znaków dla rozciągania, sciskania i ścinania.

Na poniższym schemacie przedstawiono klasyczną konwencję dla siły normalnej

  • dodatni znak siły normalnej do powierzchni(+) – rozciąganie,

  • ujemny znak siły normalnej do powierzchni (-) – ściskanie.

  • dodatni znak siły stycznej do powierzchni(-) - ścinanie w dół

  • ujemny znak siły stycznej do powierzchni(-) - ścinanie w górę

Konwencja znaków dla rozciągania i ściskania oraz ścinania

Umowna konwencja znaków dla zginania.

Podobnie jak w przypadku sił normalnych, również przy analizie zginania i skręcania niezbędne jest jednoznaczne określenie, co uznajemy za dodatnie, a co za ujemne. Dzięki temu każdy moment, wykres czy równanie ma jedno spójne znaczenie.

W przypadku zginania:

moment dodatni (+) powoduje rozciąganie dolnych włókien i ugięcie w dół (tzw. "uśmiechnięta belka"),

moment ujemny (-) rozciąga górne włókna i ugięcie jest w górę (belka „smutna”).

Konwencja znaków dla zginania

Umowna konwencja znaków dla skręcania.

Dla skręcania stosuje się zasadę prawej ręki:

moment jest dodatni (+), jeśli kciuk prawej dłoni wskazuje kierunek osi, a skręt palców odpowiada rzeczywistemu kierunkowi obrotu

moment ujemny (-) — gdy skręt odbywa się przeciwnie do tej zasady

Można zastosować zasadę prawej ręki.