القوى الداخلية وطريقة القطع ج1

 القوى الداخلية وطريقة القطع 

&  إن متانة الجسم الصلب تنشأ عن وجود قوى تماسك بين الحبيبات الصغيرة المشكلة للمادة التي نفذ منها الجسم، وهذه القوى تهمل نظراً لأنها متعاكسة مباشرة فلا تأثير لها على توازن الجسم أو حركته.

لكن عندما يتشوه الجسم تحت تأثير حمولات خارجية ينتج عن ذلك قوى داخلية تكون موزعة في نقاط الجسم جميعها، هذه القوى سنسميها بالقوى الداخلية أو بقوى المرونة، ولا نقصد فيها قوى التماسك الموجودة في الأصل بين حبيبات المادة، وإنما نقصد الزيادة الحاصلة في قيمة القوى الداخلية نتيجة لتأثير الحمولات الخارجية المؤثرة على الجسم.

عندما تزداد قيمة الحمولات الخارجية المؤثرة على الجسم يرافقها زيادة بقيمة القوى الداخلية حتى تصل لحد معين يتحطم عنده الجسم، هذا الحد يتعلق بالخواص الفيزيائية والميكانيكية لمادة الجسم.

من أجل تصميم وحساب العناصر على المتانة لابد من معرفة القوى الداخلية الناشئة فيها تحت تأثير الحمولات الخارجية، ولتعيينها نستخدم ما يسمى بطريقة القطع.

لنفرض أنه لدينا جسم واقع في حالة التوازن تحت تأثير مجموعة فراغية من القوى الخارجية وردود الأفعال، الشكل 1.

الشكل رقم (1)

نتيجة لتأثير القوى الخارجية تنشأ بين ذرات الجسم قوى داخلية، ولتعيين هذه القوى نقطع العنصر إلى قسمين A وB بواسطة المستوي n-n المتعامد مع محور العنصر، ونهمل فرضياً أحد الجزأين وليكن وليكن الجزء B، عندئذ يكون الجزء الباقي A واقعاً في حالة غير متوازنة تحت تأثير القوى الخارجية، وحتى يتم توازن الجزء نستعيض عن الجزء المرمى بقوى تكافئ التأثير الحاصل بين جزئي العنصر A,B، وهذه القوى تكون منتشرة في نقاط المقطع العرضي جميعاً، الشكل 2.

الشكل رقم (2)

لا يمكن من معادلات التوازن الستاتيكية معرفة قانون توزع تلك القوى الداخلية على ذلك المقطع، يمكن إيجاد محصلتها كقوة مركزة رئيسية ومزدوجة رئيسة تكافئ تأثير الجملة المعطاة.