SVEUČILIŠTE U SPLITU, FAKULTET GRAĐEVINARSTVA, ARHITEKTURE I GEODEZIJE UNIVERSITY OF SPLIT, FACULTY OF CIVIL ENGINEERING, ARCHITECTURE AND GEODESY Nastavnici: Prof.

Download Report

Transcript SVEUČILIŠTE U SPLITU, FAKULTET GRAĐEVINARSTVA, ARHITEKTURE I GEODEZIJE UNIVERSITY OF SPLIT, FACULTY OF CIVIL ENGINEERING, ARCHITECTURE AND GEODESY Nastavnici: Prof.

SVEUČILIŠTE U SPLITU, FAKULTET GRAĐEVINARSTVA, ARHITEKTURE I GEODEZIJE
UNIVERSITY OF SPLIT, FACULTY OF CIVIL ENGINEERING, ARCHITECTURE AND GEODESY
Nastavnici:
Prof. dr. sc. Blaž Gotovac
Prof. dr. sc. Vedrana Kozulić
Nives Brajčić Kurbaša
Marko Abram
Akad. god. 2013/14
 Promatra se čvrsto tijelo koje se nalazi u ravnoteži pod djelovanjem vanjskih sila
𝒚
𝑭𝒊
𝑭𝒏
𝑭𝟐
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
 Tijelo ravninom 𝑹𝒏 ( određenom normalom 𝒏 ) prerežemo na dva dijela
𝒚
𝑭𝒊
𝑹𝒏
𝑭𝟐
𝑭𝒏
II
𝑻
I
𝑨
.
𝒏
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
 Oko
Odbacimo
Njegovo
točke
djelovanje
𝑻
drugi
izdvojimo
diona
tijela
prvi
elementarnu
dio I moramo
površinu
nadomjestiti
𝚫𝑨 na koju
silama
djeluju
na ravnini
unutarnje
presjeka
sile:
𝒚
GLAVNI VEKTOR UNUTARNJIH SILA
∆𝑷
𝑹𝒏
𝑭𝟐
I
𝑻
𝑨
∆𝑨
.
𝒏
GLAVNI MOMENT
∆𝑴
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
 Naprezanje možemo shvatiti kao srednju vrijednost sile na nekoj površini
𝒚
𝑹𝒏
𝑭𝟐
𝝆𝒏
𝚫𝑴
𝒍𝒊𝒎
=𝟎
𝚫
𝚫𝑨
𝚫𝑷
𝑨→𝟎
𝒏
I
𝑻
𝚫𝑨
𝚫𝑴
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
SREDNJE NAPREZANJE NA ELEMENTU POVRŠINE 𝚫𝑨
𝝆𝒏 𝑺𝑹
𝚫𝑷
=
𝚫𝑨
PUNO ILI TOTALNO NAPREZANJE U TOČKI 𝑻(X, Y, Z)
𝝆𝒏 = 𝒍𝒊𝒎
𝚫𝑨 → 𝟎
𝚫P
𝚫𝑨
=
𝒅P
𝒅𝑨
𝝆𝒏 = 𝝈𝒏
𝟎
 Naprezanje možemo shvatiti kao srednju vrijednost sile na nekoj površini
𝒚
𝑹𝒏
𝑭𝟐
𝒕
𝝆𝒏
𝒏
𝝉𝒏𝒕
I
𝚫𝑷
𝝈𝒏𝒏
𝑻
𝝈𝒏𝒏
NORMALNO NAPREZANJE
𝝉𝒏𝒕
POSMIČNO NAPREZANJE
𝚫𝑨
Smjer
komponente
Vanjska
normalanaprezanja
ravnine
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
1 Pa = 1N/m2
1 MPa = 106 Pa = 106N/m2 = 1 N/mm2
𝒚
𝑹𝒏
𝑷 = 𝝆𝒏 𝑨
𝑭𝒊
𝑭𝒏
𝑭𝟐
𝑨𝑻
.
𝒏
𝑴
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
Smjer i veličina sile 𝑷 ovisi o koordinati točke 𝑻 𝒙, 𝒚, 𝒛 i presječnoj ravnini 𝑹𝒏
𝒚
𝑭𝒊
𝑷 = 𝝆𝒏 𝑨
𝑹𝒏
𝑭𝟐
𝑭𝒏
𝑻
I
𝑨
.
𝒏
𝑴
𝑭𝟏
𝒙
𝒛
Smjer i veličina sile 𝑷 ovisi o koordinati točke 𝑻 𝒙, 𝒚, 𝒛 i presječnoj ravnini 𝑹𝒏
𝒚
𝑷 = 𝝆𝒏 𝑨
𝑭𝒊
𝑭𝒏
𝑭𝟐
𝑨𝑻
.
𝒏
𝑴
𝑭𝟏
𝑹𝒏
𝒙
𝒛
𝒚
𝝉𝒙𝒚
𝝉𝒙𝒛
𝒚
𝝆𝒙 = 𝝈𝒙𝒙 𝒊 + 𝝉𝒙𝒚 𝒋 + 𝝉𝒙𝒛 𝒌
𝝉𝒛𝒚
𝝆𝒙
𝝆𝒛
𝝉𝒛𝒙
𝒙
𝝈𝒙𝒙
𝝈𝒛𝒛
𝒙
𝒛
𝒛
𝝆𝒛 = 𝝉𝒛𝒙 𝒊 + 𝝉𝒛𝒚 𝒋 + 𝝈𝒛𝒛 𝒌
𝒚
𝝈𝒚𝒚
𝝉𝒚𝒛
𝒛
𝝆𝒛
𝝉𝒚𝒙
𝒙
𝝆𝒚 = 𝝉𝒚𝒙 𝒊 + 𝝈𝒚𝒚 𝒋 + 𝝉𝒚𝒛 𝒌
 Stanje naprezanja u točki napregnutog tijela potpuno je određeno s DEVET
komponenata naprezanja koje djeluju na tri uzajamno okomite ravnine
TENZOR NAPREZANJA NAPISAN U MATRIČNOJ SHEMI
𝜎𝑥𝑥
𝜎𝑖𝑗 = 𝜏𝑦𝑥
𝜏𝑧𝑥
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑧𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑧
𝜎𝑧𝑧
 Elementi jednog retka predstavljaju komponente naprezanja u
jednoj ravnini
 Komponente naprezanja su pozitivne ako djeluju u pozitivnim smjerovima
koordinatnih osi na površini s vanjskom normalom orijentiranom u smjeru
koordinatne osi, odnosno ako djeluju u negativnim smjerovima koordinatnih
osi na površini s vanjskom normalom orijentiranom suprotno od koordinatne
osi.
Vektor punog vanjskog naprezanja
𝒚
𝒅𝑷 = 𝝆𝒏 𝒅𝑨
𝒏
𝒅𝑷𝒙 = 𝝆𝒙 𝒅𝑨𝒙
𝒏𝒙
𝒅𝑨
𝒅𝑷𝒛 = 𝝆𝒛 𝒅𝑨𝒛
𝒅𝑨𝒛
𝒅𝑨𝒚
𝒙
𝒅𝑨𝒚
𝒏𝒚
𝒛
𝒏𝒛
𝒅𝑷𝒚 = 𝝆𝒚 𝒅𝑨𝒚
Ravnoteža površinskih sila u točki T:
𝒚
𝑑𝑃 = 𝑑𝑃𝑥 + 𝑑𝑃𝑦 + 𝑑𝑃𝑧
𝒅𝑷
𝒏
𝒅𝑷𝒙
𝒅𝑨𝒚
𝒏𝒚
𝒛
𝒏𝒛
𝒅𝑨
𝒏𝒙
𝜌𝑛 𝑑𝐴 = 𝜌𝑥 𝑑𝐴𝑥 + 𝜌𝑦 𝑑𝐴𝑦 + 𝜌𝑧 𝑑𝐴𝑧
𝒅𝑨𝒛
𝒅𝑨𝒚
𝒅𝑷𝒛
𝒙
𝒅𝑷𝒚
𝑑𝐴𝑥 = 𝑑𝐴 ∙ cos 𝑥, 𝑛 = 𝑑𝐴 ∙ 𝑛1
𝑑𝐴𝑦 = 𝑑𝐴 ∙ cos(𝑦, 𝑛) = 𝑑𝐴 ∙ 𝑛2
𝑑𝐴𝑧 = 𝑑𝐴 ∙ cos(𝑧, 𝑛) = 𝑑𝐴 ∙ 𝑛3
𝜌𝑛 ∙ 𝑑𝐴 = 𝜌𝑥 ∙ 𝑑𝐴 ∙ 𝑛1 + 𝜌𝑦 ∙ 𝑑𝐴 ∙ 𝑛2 + 𝜌𝑧 ∙ 𝑑𝐴 ∙ 𝑛3 /𝑑𝐴
𝜌𝑛 = 𝜌𝑥 ∙ 𝑛1 + 𝜌𝑦 ∙ 𝑛2 + 𝜌𝑧 ∙ 𝑛3
𝝆𝒙 = 𝝈𝒙𝒙 𝒊 + 𝝉𝒙𝒚 𝒋 + 𝝉𝒙𝒛 𝒌
𝝆𝒚 = 𝝉𝒚𝒙 𝒊 + 𝝈𝒚𝒚 𝒋 + 𝝉𝒚𝒛 𝒌
𝝆𝒛 = 𝝉𝒛𝒙 𝒊 + 𝝉𝒛𝒚 𝒋 + 𝝈𝒛𝒛 𝒌
𝜌𝑛 = (𝜎𝑥𝑥 𝑖 + 𝜏𝑥𝑦 𝑗 + 𝜏𝑥𝑧 𝑘) ∙ 𝑛1 + (𝜏𝑦𝑥 𝑖 + 𝜎𝑦𝑦 𝑗 + 𝜏𝑦𝑧 𝑘) ∙ 𝑛2 + (𝜏𝑧𝑥 𝑖 + 𝜏𝑧𝑦 𝑗 + 𝜎𝑧𝑧 𝑘) ∙ 𝑛3
𝒚
𝝆𝒏 = 𝝆𝒏𝒙 𝑖 + 𝝆𝒏𝒚 𝑗 + 𝝆𝒏𝒛 𝑘
𝒏
𝝆𝒏𝒚
𝝆𝒏𝒛
𝒅𝑨
𝒛
𝝆𝒏
𝝆𝒏 = 𝝆𝒏𝒙
𝝆𝒏𝒚
𝝆𝒏𝒛
𝑖
𝑗
𝑘
𝝆𝒏𝒙
𝒙
𝜎𝑥𝑥 𝑛1 + 𝜏𝑦𝑥 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑥 𝑛3
𝝆𝒏𝒙
𝝆𝒏𝒚 = 𝜏𝑥𝑦 𝑛1 + 𝜎𝑦𝑦 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑦 𝑛3
𝝆𝒏𝒛
𝜏𝑥𝑧 𝑛1 + 𝜏𝑦𝑧 𝑛2 + 𝜎𝑧𝑧 𝑛3
𝜎𝑥𝑥
𝝆𝒏𝒙
𝝆𝒏𝒚 = 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝝆𝒏𝒛
𝝆𝒊 = 𝝈𝒊𝒋 𝒏𝒋
𝜏𝑦𝑥
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑧𝑥
𝑛1
𝜏𝑧𝑦 ∙ 𝑛2
𝜎𝑧𝑧
𝑛3
i = 1,2,3
(x,y,z)
𝜌𝑛 = (𝜎𝑥𝑥 𝑖 + 𝜏𝑥𝑦 𝑗 + 𝜏𝑥𝑧 𝑘) ∙ 𝑛1 + (𝜏𝑦𝑥 𝑖 + 𝜎𝑦𝑦 𝑗 + 𝜏𝑦𝑧 𝑘) ∙ 𝑛2 + (𝜏𝑧𝑥 𝑖 + 𝜏𝑧𝑦 𝑗 + 𝜎𝑧𝑧 𝑘) ∙ 𝑛3
(tenzor naprezanja) u tri ortogonalne ravnine može
𝝆𝒏𝒙Uz
𝑖 + poznatih
𝝆𝒏𝒚 𝑗 + 𝝆𝒏𝒛6𝑘 komponenti
= 𝜎𝑥𝑥 𝑛1 + 𝜏naprezanja
𝑦𝑥 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑥 𝑛3 𝑖 + 𝜏𝑥𝑦 𝑛1 + 𝜎𝑦𝑦 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑦 𝑛3 𝑗 + 𝜏𝑥𝑧 𝑛1 + 𝜏𝑦𝑧 𝑛2 + 𝜎𝑧𝑧 𝑛3 𝑘
se izračunati naprezanje za presjek – ravninu pod bilo kojim kutem.
𝜌𝑛𝑦
𝜌𝑛𝑥
𝜌𝑛𝑧
Određivanje kosinusa smjera vektora punog vanjskog naprezanja
u odnosu na koordinatni sustav xi (x, y, z)
𝒚
𝒏
𝝆𝒏𝒚
𝝆𝒏𝒛
𝒅𝑨
𝒛
𝝆𝒏
𝝆𝒏𝒙
cos 𝑥, 𝜌𝑛
𝜌𝑛𝑥
=
𝜌𝑛
cos 𝑦, 𝜌𝑛
𝜌𝑛𝑦
=
𝜌𝑛
cos 𝑧, 𝜌𝑛 =
𝒙
𝜌𝑛𝑧
𝜌𝑛
Diferencijalne jednadžbe naprezanja
𝒚
Šest jednadžbi ravnoteže
𝝈𝒚𝒚 +
𝝉𝒚𝒛 +
𝝈𝒙𝒙
𝝏𝝉𝒚𝒛
𝝏𝒛
𝝏𝒚
𝝉𝒚𝒙 +
𝝏𝝉𝒚𝒙
𝝏𝒚
𝝈𝒛𝒛
𝝉𝒙𝒛
𝝉𝒛𝒚 +
𝝏𝝈𝒛𝒛
dz
𝝏𝒛
𝝏𝝉𝒛𝒚
𝝏𝒛
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒚 +
𝝏𝝉𝒙𝒚
𝝏𝒙
dx
𝝈𝒙𝒙 +
dz
𝝏𝝉𝒛𝒙
dz
𝝏𝒛
𝝉𝒙𝒛 +
𝝏𝝈𝒙𝒙
dx
𝝏𝒙
𝝏𝝉𝒙𝒛
dx
𝝏𝒙
𝒙
𝑭𝑽
𝝉𝒚𝒛
𝝉𝒚𝒙
𝒅𝒙
𝒛
dy
dz
𝝉𝒛𝒙 +
𝝈𝒛𝒛 +
dy
𝝉𝒛𝒙
𝝉𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝝏𝝈𝒚𝒚
𝝈𝒚𝒚
𝒅𝒛
𝐹𝑥 = 0,
𝑀𝑥 = 0
𝐹𝑦 = 0,
𝑀𝑦 = 0
𝐹𝑧 = 0,
𝑀𝑧 = 0
Diferencijalne jednadžbe naprezanja
𝒚
𝝈𝒚𝒚 +
𝝉𝒚𝒛 +
𝝈𝒙𝒙
𝝏𝝉𝒚𝒛
𝝏𝒛
𝝏𝒚
𝝉𝒚𝒙 +
𝝏𝝉𝒚𝒙
𝝏𝒚
𝝈𝒛𝒛
𝝉𝒙𝒛
𝝉𝒛𝒚 +
𝝏𝝈𝒛𝒛
dz
𝝏𝒛
𝝏𝝉𝒛𝒚
𝝏𝒛
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒚 +
𝝏𝝉𝒙𝒚
𝝏𝒙
𝐹𝑧 = 0
dx
𝝈𝒙𝒙 +
dz
𝝏𝝉𝒛𝒙
dz
𝝏𝒛
𝝉𝒙𝒛 +
𝝏𝝈𝒙𝒙
dx
𝝏𝒙
𝝏𝝉𝒙𝒛
dx
𝝏𝒙
𝒙
𝑭𝑽
𝝉𝒚𝒛
𝝉𝒚𝒙
𝒅𝒙
𝒛
𝐹𝑦 = 0
dy
dz
𝝉𝒛𝒙 +
𝝈𝒛𝒛 +
𝐹𝑥 = 0
dy
𝝉𝒛𝒙
𝝉𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝝏𝝈𝒚𝒚
𝝈𝒚𝒚
𝒅𝒛
Diferencijalne jednadžbe naprezanja
𝒚
𝝈𝒚𝒚 +
𝝉𝒚𝒛 +
𝝏𝝉𝒚𝒛
𝝏𝒛
𝝏𝒚
𝝉𝒚𝒙 +
𝝏𝝉𝒚𝒙
𝝏𝒚
𝝈𝒛𝒛
𝝉𝒛𝒚 +
𝝏𝝉𝒛𝒚
𝝏𝒛
𝝉𝒛𝒙 +
𝝈𝒛𝒛 +
𝐹𝑦 = 0
dy
dz
𝝉𝒙𝒛
𝝉𝒙𝒚
𝑭𝒙 = 𝟎
dy
𝝉𝒛𝒙
𝝈𝒙𝒙
𝒅𝒚
𝝏𝝈𝒚𝒚
𝝏𝝈𝒛𝒛
dz
𝝏𝒛
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒚 +
𝝏𝝉𝒙𝒚
𝝏𝒙
𝐹𝑧 = 0
dx
𝝈𝒙𝒙 +
dz
𝝏𝝉𝒛𝒙
dz
𝝏𝒛
𝝉𝒙𝒛 +
𝝏𝝈𝒙𝒙
dx
𝝏𝒙
𝜕𝜎𝑥𝑦 𝜕𝜏𝑦𝑦 𝜕𝜏𝑧𝑦
+
+
+ 𝐹𝑦 = 0
𝜕𝑥
𝜕𝑦
𝜕𝑧
𝜕𝜎𝑥𝑧 𝜕𝜏𝑦𝑧 𝜕𝜏𝑧𝑧
+
+
+ 𝐹𝑧 = 0
𝜕𝑥
𝜕𝑦
𝜕𝑧
𝝏𝝉𝒙𝒛
dx
𝝏𝒙
𝒙
𝑭𝑽
𝝉𝒚𝒛
𝝉𝒚𝒙
𝝏𝝈𝒙𝒙 𝝏𝝉𝒚𝒙 𝝏𝝉𝒛𝒙
+
+
+ 𝑭𝒙 = 𝟎
𝝏𝒙
𝝏𝒚
𝝏𝒛
𝝈𝒚𝒚
𝒅𝒛
𝒅𝒙
𝒛
𝜕𝜏𝑦𝑥
𝜕𝜎𝑥𝑥
𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 − 𝜎𝑥𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 + 𝜏𝑦𝑥 +
𝑑𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑧 − 𝜏𝑦𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑧
𝜕𝑥
𝜕𝑦
𝜕𝜏𝑧𝑥
/𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧
+ 𝜏𝑧𝑥 +
𝑑𝑧 𝑑𝑥 𝑑𝑦 − 𝜏𝑧𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑦 + 𝐹𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 = 0
𝜕𝑧
𝜎𝑥𝑥 +
𝒚
𝝈𝒚𝒚 +
𝝉𝒚𝒛 +
𝝈𝒙𝒙
𝝏𝝉𝒚𝒛
𝝏𝒛
𝝏𝒚
𝝉𝒚𝒙 +
𝝏𝝉𝒚𝒙
𝝏𝒚
𝝈𝒛𝒛
𝝉𝒙𝒛
𝝉𝒛𝒚 +
𝝏𝝈𝒛𝒛
dz
𝝏𝒛
𝝏𝝉𝒛𝒚
𝝏𝒛
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒚 +
𝝏𝝉𝒙𝒚
𝝏𝒙
𝑀𝑧 = 0
dx
𝝈𝒙𝒙 +
dz
𝝏𝝉𝒛𝒙
dz
𝝏𝒛
𝝉𝒙𝒛 +
𝝏𝝈𝒙𝒙
dx
𝝏𝒙
𝝏𝝉𝒙𝒛
dx
𝝏𝒙
𝒙
𝑭𝑽
𝝉𝒚𝒛
𝝉𝒚𝒙
𝒅𝒙
𝒛
𝑀𝑦 = 0
dy
dz
𝝉𝒛𝒙 +
𝝈𝒛𝒛 +
𝑀𝑥 = 0
dy
𝝉𝒛𝒙
𝝉𝒙𝒚
𝒅𝒚
𝝏𝝈𝒚𝒚
𝝈𝒚𝒚
𝒅𝒛
𝒚
𝑀𝑥 = 0
𝝉𝒚𝒙 +
𝝏𝝉𝒚𝒙
𝝏𝒚
𝑀𝑦 = 0
dy
𝝉𝒙𝒚 +
𝝏𝝉𝒙𝒚
𝝏𝒙
𝑴𝒛 = 𝟎
dx
𝝉𝒛𝒚 = 𝝉𝒚𝒛
𝒅𝒚
𝝉𝒙𝒛 = 𝝉𝒛𝒙
𝒙
𝑭𝑽
𝝉𝒙𝒚 = 𝝉𝒚𝒙
𝒅𝒛
𝒅𝒙
𝑭𝑽
𝒛
𝜏𝑥𝑦 +
𝜕𝜏𝑥𝑦
𝑑𝑥
𝜕𝑥
𝜏𝑥𝑦 𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 +
𝑑𝑦 𝑑𝑧 𝑑𝑥 − 𝜏𝑦𝑥 +
𝜕𝜏𝑦𝑥
𝑑𝑦
𝜕𝑦
𝑑𝑥 𝑑𝑧 𝑑𝑦 − 𝝆𝒈(𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧)
𝑑𝑥
=0
2
𝜕𝜏𝑥𝑦 2
𝜕𝜏𝑦𝑥
𝑑𝑥
𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧 − 𝜏𝑦𝑥 𝑑𝑥 𝑑𝑧 𝑑𝑦 +
𝑑𝑥 𝑑𝑦 2 𝑑𝑧 − 𝝆𝒈(𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧)
= 0 /𝑑𝑥 𝑑𝑦 𝑑𝑧
𝜕𝑥
𝜕𝑦
2
Šest statičkih jednadžbi ravnoteže
Navierove jednadžbe
ravnoteže napregnutog tijela
𝝏𝝈𝒙𝒙 𝝏𝝉𝒚𝒙 𝝏𝝉𝒛𝒙
+
+
+ 𝑭𝒙 = 𝟎
𝝏𝒙
𝝏𝒚
𝝏𝒛
𝐹𝑥 = 0,
𝑀𝑥 = 0
𝐹𝑦 = 0,
𝑀𝑦 = 0
𝐹𝑧 = 0,
𝑀𝑧 = 0
Zakon o uzajamnosti posmičnih
naprezanja
𝝉𝒊𝒋 = 𝝉𝒋𝒊 ,
𝒊≠𝒋
𝝏𝝈𝒙𝒚 𝝏𝝉𝒚𝒚 𝝏𝝉𝒛𝒚
+
+
+ 𝑭𝒚 = 𝟎
𝝏𝒙
𝝏𝒚
𝝏𝒛
𝝏𝝈𝒙𝒛 𝝏𝝉𝒚𝒛 𝝏𝝉𝒛𝒛
+
+
+ 𝑭𝒛 = 𝟎
𝝏𝒙
𝝏𝒚
𝝏𝒛
 Homogeno stanje naprezanja moguće je samo u slučaju kad nema volumenskih sila
 svaki je problem teorije elastičnosti statički neodređen (šest međusobno različitih
komponenata naprezanja).
 za određivanje stanja naprezanja nisu dovoljne tri diferencijalne jednadžbe ravnoteže
već je potrebno uvesti dopunske jednadžbe koje sadrže svojstva materijala
promatranog tijela.
Jednadžbe transformacija
𝒚
𝒗
𝒏
𝝈𝒗
𝒖
𝟐
𝝈𝒗 =? ;
𝝆𝒏
𝒅𝑨
𝝉𝒗𝒘
𝟐
𝝆𝒏 = 𝝈𝒗 +𝝉𝒗𝒖 +𝝉𝒗𝒘
𝜶 =?
𝝉𝒗𝒖
𝟐
𝝉𝒗𝒖 =? ;
𝟐
𝝉𝒗𝒘 =?
𝒙
𝒘
𝒛
𝝈𝒗 =?
Odrediti normalnu komponentu 𝝈𝒗 znači projicirati
vektor punog vanjskog naprezanja 𝝈𝒏 na pravac
određen jediničnom normalom 𝒏.
𝒚
𝟐
𝒏
𝟐
𝝆𝒏𝒛
𝒅𝑨
𝝆𝒏𝒚
𝝆𝒏
𝟐
𝟐
𝟐
𝝆𝒏 = 𝝆𝒏𝒙 +𝝆𝒏𝒚 +𝝆𝒏𝒛
𝝈𝒗
𝝉𝒗𝒖
𝟐
𝝆𝒏 = 𝝈𝒗 +𝝉𝒗𝒖 +𝝉𝒗𝒘
𝒗
𝒖
𝟐
𝟐
𝝆𝒏𝒙
𝝉𝒗𝒘
𝒙
𝒘
𝒛
Komponente naprezanja 𝝈𝒗 , 𝝉𝒗𝒖 , 𝝉𝒗𝒘 dobiju se
projiciranjem komponenata punog naprezanja 𝝆𝒏𝒙 ,
𝝆𝒏𝒚 , 𝝆𝒏𝒛 u smjeru koordinatnih osi u, v, w.
𝝈𝒗 = 𝝆𝒏𝒙 cos 𝑥, 𝑣 + 𝝆𝒏𝒚 cos 𝑦, 𝑣 + 𝝆𝒏𝒛 cos 𝑧, 𝑣
𝝆𝒏𝒙 = 𝜎𝑥𝑥 𝑛1 + 𝜏𝑦𝑥 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑥 𝑛3
𝝆𝒏𝒚 = 𝜏𝑥𝑦 𝑛1 + 𝜎𝑦𝑦 𝑛2 + 𝜏𝑧𝑦 𝑛3
𝝆𝒏𝒛 = 𝜏𝑧𝑥 𝑛1 + 𝜏𝑧𝑦 𝑛2 + 𝜎𝑧𝑧 𝑛3
𝝈𝒗 = 𝝈𝒙𝒙 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝒙, 𝒗 + 𝝈𝒚𝒚 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝒚, 𝒗 + 𝝈𝒛𝒛 𝒄𝒐𝒔𝟐 𝒛, 𝒗 +
+ 𝟐 ∙ 𝝉𝒙𝒚 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒗 + 𝝉𝒚𝒛 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒗 + 𝝉𝒛𝒙 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒗
𝝉𝒗𝒖 = 𝝆𝒏𝒙 cos 𝑥, 𝑢 + 𝝆𝒏𝒚 cos 𝑦, 𝑢 + 𝝆𝒏𝒛 cos 𝑧, 𝑢
𝝉𝒗𝒖 = 𝝈𝒙𝒙 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒖 + 𝝈𝒚𝒚 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒖 + 𝝈𝒛𝒛 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒖
+ 𝝉𝒙𝒚 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒖 + 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒖 +
+ 𝝉𝒚𝒛 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒖 + 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒖 +
+ 𝝉𝒛𝒙 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒖 + 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒗 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒖
𝝉𝒗𝒘 = 𝝆𝒏𝒙 cos 𝑥, 𝑤 + 𝝆𝒏𝒚 cos 𝑦, 𝑤 + 𝝆𝒏𝒛 cos 𝑧, 𝑤
𝝉𝒗𝒘 = 𝝈𝒙𝒙 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 + 𝝈𝒚𝒚 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 + 𝝈𝒛𝒛 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘
+ 𝝉𝒙𝒚 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 + 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 +
+ 𝝉𝒚𝒛 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘 + 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝒘 +
+ 𝝉𝒛𝒙 ∙ 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 + 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝒘 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝒘
Jednadžbe transformacija izražene u matričnoj shemi:
𝝈𝒗 = 𝑛1
𝝉𝒗𝒖 = 𝑛1
𝝉𝒗𝒘 = 𝑛1
𝑛2
𝑛2
𝑛2
𝑛3
𝜎𝑥𝑥
∙ 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑥
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑧𝑥
𝑛1
𝜏𝑧𝑦 ∙ 𝑛2
𝜎𝑧𝑧
𝑛3
𝑛1 = cos 𝑥, 𝑣
𝑛2 = cos 𝑦, 𝑣
𝑛3 = cos 𝑧, 𝑣
𝑛3
𝜎𝑥𝑥
∙ 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑥
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑧𝑥
𝑚1
𝜏𝑧𝑦 ∙ 𝑚2
𝜎𝑧𝑧
𝑚3
𝑚1 = cos 𝑥, 𝑢
𝑚2 = cos 𝑦, 𝑢
𝑚3 = cos 𝑧, 𝑢
𝑛3
𝜎𝑥𝑥
∙ 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑥
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑧𝑥
𝑙1
𝜏𝑧𝑦 ∙ 𝑙2
𝜎𝑧𝑧
𝑙3
𝑙1 = cos 𝑥, 𝑤
𝑙2 = cos 𝑦, 𝑤
𝑙3 = cos 𝑧, 𝑤
Jednadžbe transformacija izražene u tenzorskom zapisu
𝟐(𝒚)
𝝈𝒏𝒎 = 𝝈𝒊𝒋 𝒏𝒊 𝒎𝒋
i =1,2,3 (x,y,z)
𝝆𝒏
𝒏
𝒅𝑨
𝜎𝑛𝑚 = 𝜎1𝑗 𝑛1 𝑚𝑗 + 𝜎2𝑗 𝑛2 𝑚𝑗 + 𝜎3𝑗 𝑛3 𝑚𝑗
.
𝝈𝒏𝒎
𝜎𝑛𝑚 = 𝜎11 𝑛1 𝑚1 + 𝜎12 𝑛1 𝑚2 + 𝜎13 𝑛1 𝑚3
+ 𝜎21 𝑛2 𝑚1 + 𝜎22 𝑛2 𝑚2 + 𝜎23 𝑛2 𝑚3
+ 𝜎31 𝑛3 𝑚1 + 𝜎32 𝑛3 𝑚2 + 𝜎33 𝑛3 𝑚3
𝟑(𝒛)
𝟏(𝒙)
𝒎
U beskonačnom skupu kosih ravnina koje mogu prolaziti kroz zadanu točku postoji
Određivanje vektora glavnog normalnog naprezanja
ravnina na kojoj ne postoje posmična naprezanja, a puno naprezanje i normalno
naprezanje podudaraju se po veličini i smjeru.
𝒚
POZNATO :
TRAŽI SE :
𝒏
𝝆𝒏 = 𝝈𝒎
𝒅𝑨
𝒛
𝒙
𝜎𝑥𝑥
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝒏
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝝈𝒎
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑧
𝜎𝑧𝑧
𝒚
𝝆𝒏𝒚
𝝆𝒏𝒛
𝜎𝑥𝑥
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑥𝑧
𝑛1
𝜎𝑚
𝜏𝑦𝑧 ∙ 𝑛2 = 0
𝜎𝑧𝑧
𝑛3
0
0
𝜎𝑚
0
𝜎𝑥𝑥
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑥𝑧
𝜎𝑚
𝜏𝑦𝑧 − 0
𝜎𝑧𝑧
0
0
0
𝜎𝑚
𝒏
𝝆𝒏𝒙
𝝆𝒏 = 𝝈𝒎
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦 − 𝜎𝑚
𝜏𝑦𝑧
𝑛1
∙ 𝑛2 = 0
𝑛3
𝜏𝑥𝑧
𝑛1
𝜏𝑦𝑧
∙ 𝑛2 = 0
𝜎𝑧𝑧 − 𝜎𝑚
𝑛3
𝒙
𝒅𝑨
𝜎𝑥𝑥
𝝆𝒏𝒙
𝝆𝒏𝒚 = 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝝆𝒏𝒛
𝒛
𝜎𝑥𝑥 − 𝜎𝑚
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜎𝑥𝑥 − 𝜎𝑚
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
0
𝜎𝑚
0
𝑛1
0
0 ∙ 𝑛2
𝑛3
𝜎𝑚
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦 − 𝜎𝑚
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑧
=0
𝜎𝑧𝑧 − 𝜎𝑚
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑥𝑧
𝑛1
𝜏𝑦𝑧 ∙ 𝑛2
𝜎𝑧𝑧
𝑛3
𝑛1
𝝆𝒏𝒙
𝜎𝑚 0
0
𝝆𝒏𝒚
0 𝟐 𝜎𝑚 0 ∙ 𝑛2
=𝑰 𝝈
𝟑 −
𝝈
𝒎
𝟏 𝒎 + 𝑰𝟐 𝝈𝒎 − 𝑰𝑛
𝟑 =𝟎
𝝆𝒏𝒛
0
0 𝜎𝑚
3
𝝈𝟑𝒎 − 𝑰𝟏 𝝈𝟐𝒎 + 𝑰𝟐 𝝈𝒎 − 𝑰𝟑 = 𝟎
𝝈𝟏 ≥ 𝝈𝟐 ≥ 𝝈𝟑
Pomoću poznate Cardanove formule ili rastavom karakterističnog polinoma na faktore
gdje je
PRVA (LINEARNA) INVARIJANTA NAPREZANJA
𝑰𝟏 = 𝜎𝑥𝑥 + 𝜎𝑦𝑦 + 𝜎𝑧𝑧
DRUGA (KVADRATNA) INVARIJANTA NAPREZANJA
2 − 𝜏2 − 𝜏2
𝑰𝟐 = 𝜎𝑥𝑥 𝜎𝑦𝑦 + 𝜎𝑦𝑦 𝜎𝑧𝑧 + 𝜎𝑧𝑧 𝜎𝑥𝑥 − 𝜏𝑥𝑦
𝑦𝑧
𝑧𝑥
σxx τxy
σyy τyz
σxx τxz
= τ
+ τ
σzz + τyz σzz
xy σyy
xz
TREĆA (KUBNA) INVARIJANTA NAPREZANJA
𝜎𝑥𝑥
𝑰𝟑 = 𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦
𝜏𝑦𝑧
𝜏𝑥𝑧
2 − 𝜎 𝜏2 − 𝜎 𝜏2
𝜏𝑦𝑧 = 𝜎𝑥𝑥 𝜎𝑦𝑦 𝜎𝑧𝑧 + 2𝜏𝑥𝑦 𝜏𝑦𝑧 𝜏𝑧𝑥 − 𝜎𝑥𝑥 𝜏𝑦𝑧
𝑦𝑦 𝑧𝑥
𝑧𝑧 𝑥𝑦
𝜎𝑧𝑧
 Glavna naprezanja ne ovise o izboru koordinatnog sustava
 Prva invarijanta izražava da je zbroj normalnih naprezanja na bilo koje tri
međusobno okomite ravnine stalna veličina i jednaka je zbroju glavnih naprezanja
 Ako je I3 = 0 → jedan od korjena jednak nuli → ravninsko ili dvoosno stanje naprezanja
 Ako je I3 = I2 = 0 → dva korjena jednak nuli → linijsko ili jednoosno stanje naprezanja
 U koordinatnom sustavu glavnih naprezanja invarijante su:
𝐼1 = 𝜎1 + 𝜎2 + 𝜎3
𝐼2 = 𝜎1 𝜎2 + 𝜎2 𝜎3 + 𝜎3 𝜎1
𝐼3 = 𝜎1 𝜎2 𝜎3
Određivanje cosinusa smjerova što ih pravac glavnog naprezanja zatvara sa osima
x, y i z =?
𝝈𝟏 → 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝝈𝟏 , 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝝈𝟏 , 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝝈𝟏
𝝈𝟐 → 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝝈𝟐 , 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝝈𝟐 , 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝝈𝟐
𝝈𝟑 → 𝒄𝒐𝒔 𝒙, 𝝈𝟑 , 𝒄𝒐𝒔 𝒚, 𝝈𝟑 , 𝒄𝒐𝒔 𝒛, 𝝈𝟑
𝜎𝑥𝑥 − 𝜎𝑘
𝜏𝑥𝑦
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑥𝑦
𝜎𝑦𝑦 − 𝜎𝑘
𝜏𝑦𝑧
(𝑘)
(𝑘)
𝑛1
𝜏𝑥𝑧
𝜏𝑦𝑧
∙ 𝑛2(𝑘) = 0
𝜎𝑧𝑧 − 𝜎𝑘
(𝑘)
𝑛3
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
𝜎𝑥𝑥 − 𝜎𝑘 𝑛1 + 𝜏𝑥𝑦 𝑛2 + 𝜏𝑥𝑧 𝑛3 = 0
(𝑘)
𝜏𝑦𝑥 𝑛1 + 𝜎𝑦𝑦 − 𝜎𝑘 𝑛2 + 𝜏𝑦𝑧 𝑛3 = 0
(𝑘)
(𝑘)
(𝑘)
𝜏𝑧𝑥 𝑛1 + 𝜏𝑧𝑦 𝑛2 + 𝜎𝑧𝑧 − 𝜎𝑘 𝑛3 = 0
Odaberemo dvije od tri jednadžbe
(𝒌)
𝒏𝟑 = 𝟏
𝒌
𝒌
𝝈𝒙𝒙 − 𝝈𝒌 𝒏𝟏 + 𝝉𝒙𝒚 𝒏𝟐 = −𝝉𝒙𝒛
𝒌
𝒌
𝝉𝒚𝒙 𝒏𝟏 + 𝝈𝒚𝒚 − 𝝈𝒌 𝒏𝟐 = −𝝉𝒚𝒛
τxy
𝑘
𝑛1
= 𝜎2−𝜎
𝑘
𝑘
𝑘
𝑛2 = 𝜎2−𝜎
𝑘
(𝑘)
𝑛3
𝑘
𝑛1
𝑘
𝑛2
𝜎𝑘 𝜏𝑥𝑧 −𝜎𝑦𝑦 𝜏𝑥𝑧 +𝜏𝑥𝑦 𝜏𝑦𝑧
𝜎𝑘 𝜏𝑦𝑧 −𝜎𝑥𝑥 𝜏𝑦𝑧 +𝜏𝑥𝑧 𝜏𝑦𝑥
𝑘
=1 =
=
=
𝑘
𝑛3 =
𝜎𝑥𝑥 +𝜎𝑦𝑦 +𝜎𝑥𝑥 𝜎𝑦𝑦 −𝜏𝑥𝑦 𝜏𝑦𝑥
𝜎𝑥𝑥 +𝜎𝑦𝑦 +𝜎𝑥𝑥 𝜎𝑦𝑦 −𝜏𝑥𝑦 𝜏𝑦𝑥
=
σyy −σ𝑘
σxx −σ𝑘
τxy
=
τxz
τyz
τxy
τyz
τxz
τxy
σyy −σ𝑘
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇1
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇1 2
𝐷𝐸𝑇2 2
+
+
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇3
1
𝐷𝐸𝑇1 2 + 𝐷𝐸𝑇2 2 + 𝐷𝐸𝑇3 2
2
𝐷𝐸𝑇2
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇1 2
𝐷𝐸𝑇2 2
+
+
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇1
=
=
1
2
1
𝐷𝐸𝑇1 2
𝐷𝐸𝑇2 2
+
+
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇3
=
1 2
𝐷𝐸𝑇1
𝐷𝐸𝑇3
=
𝐷𝐸𝑇2
𝐷𝐸𝑇3
σyy −σ𝑘
τxy
σxx −σ𝑘
σxx −σ𝑘
τxy
=
𝐷𝐸𝑇2
𝐷𝐸𝑇1 2 + 𝐷𝐸𝑇2 2 + 𝐷𝐸𝑇3 2
𝐷𝐸𝑇3
𝐷𝐸𝑇1 2 + 𝐷𝐸𝑇2 2 + 𝐷𝐸𝑇3 2
(𝑘)
𝑛1
=
τxy
τxz
σyy − σ𝑘
τyz
2
τxz
σyy − σ𝑘
τyz
τxy
+
σxx − σ𝑘
τyz
τxz
τxy
σxx − σ𝑘
(𝑘)
𝑛2 =
τxy
τxy
τxz
σyy − σ𝑘
τyz
2
τxy
+
σxx − σ𝑘
+
=
τxy
τxy
τxz
σyy − σ𝑘
τyz
2
τxy
+
σxx − σ𝑘
τxy
τxy
2
σyy − σ𝑘
τyz
τxz
τyz
τxz
2
σxx − σ𝑘
+
σxx − σ𝑘
(𝑘)
𝑛3
σxx − σ𝑘
2
τxy
τxy
2
σyy − σ𝑘
τxy
σyy − σ𝑘
τyz
τxz
2
+
σxx − σ𝑘
τxy
τxy
σyy − σ𝑘
2
Glavna posmična naprezanja
𝒚
𝒏
𝝈𝒏𝒏
𝝈𝟏
𝝆𝒏
𝝈𝟑
𝝉𝒏𝒕 2 = 𝝈𝟏 𝑛1 + 𝝈𝟐 𝑛2 + 𝝈𝟑 𝑛3
𝑛1
0
0 ∙ 𝑛2
𝑛3
𝜎3
𝒙
𝒕
𝝈𝟐
0
𝜎2
0
𝝆𝒏 = 𝝈𝟏 𝑛1 + 𝝈𝟐 𝑛2 + 𝝈𝟑 𝑛3
𝒅𝑨
𝝈𝒏𝒕
𝒛
𝜎1
𝝆𝒏 = 0
0
𝝈𝒏𝒏 = 𝜎1 𝑛1 2 + 𝜎2 𝑛2 2 + 𝜎3 𝑛3 2
𝝉𝒏𝒕 2 = 𝝆𝒏 2 − 𝝈𝒏𝒏 2
2
− 𝜎1 𝑛1 2 + 𝜎2 𝑛2 2 + 𝜎3 𝑛3 2
2
𝑛3 2 = 1 − 𝑛1 2 − 𝑛2 2
𝝉𝒏𝒕 2 = 𝝈𝟏 𝑛1 + 𝝈𝟐 𝑛2 + 𝝈𝟑 (1 − 𝑛1 2 − 𝑛2 2 )
2
− 𝜎1 𝑛1 2 + 𝜎2 𝑛2 2 + 𝜎3 (1 − 𝑛1 2 − 𝑛2 2 )2
2
σ2
2
𝜕 𝜏𝑛𝑡
𝜕 𝑛1
C
2
= 0,
𝜕 𝜏𝑛𝑡
=0
𝜕 𝑛2
I
III
IIII
B
O
σ1
A
τ1 || σ3
σ3
τ2 || σ1
τ3 || σ2
σ2
C
IV
V
VI
B
O
σ1
A
τ2 || σ1
τ1 || σ3
σ3
n
n1
R1
0
R2 ± 2/2
n2
n3
± 2/2 ± 2/2
0
R3 ± 2/2 ± 2/2
± 2/2
0

𝝈𝟐 − 𝝈 𝟑
𝝉𝟏 = ±
𝟐
𝝈𝟑 − 𝝈 𝟏
𝝉𝟐 = ±
𝟐
𝝈𝟏 − 𝝈 𝟐
𝝉𝟑 = ±
𝟐
τ3 || σ2

𝝈𝟐 + 𝝈𝟑
𝝈𝟏 =
𝟐
𝝈𝟏 + 𝝈𝟑
𝝈𝟐 =
𝟐
𝝈𝟏 + 𝝈𝟐
𝝈𝟑 =
𝟐
Sferni i devijatorski dio tenzora naprezanja
𝝈𝒊𝒋
𝝈𝒙
= 𝝉𝒚𝒙
𝝉𝒛𝒙
σ0 =
𝝉𝒙𝒚
𝝈𝒚
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒛
𝝈𝟎
𝝉𝒚𝒛 = 𝟎
𝝈𝒛
𝟎
σ𝑥 + σ𝑦 + σ𝑧
3
𝟎
𝝈𝟎
𝟎
𝝈𝒙 − 𝝈𝟎
𝟎
𝝉𝒚𝒙
𝟎 +
𝝉𝒛𝒙
𝝈𝟎
𝝉𝒙𝒚
𝝈𝒚 − 𝝈 𝟎
𝝉𝒛𝒚
𝝉𝒙𝒛
𝝉𝒚𝒛
𝝈𝒛 − 𝝈𝟎
𝝈𝒊𝒋 = 𝝈𝟎 ⋅ 𝜹𝒊𝒋 + 𝑺𝒊𝒋
MATRICA TENZORA NAPREZANJA
MATRICA
DEVIJATORSKOG
DIJELA TENZORA NAPREZANJA
MATRICA SFERNOG DIJELA
TENZORA
NAPREZANJA
Kroneckerov simbol
1,naprezanja
𝑖 = 𝑗 mijenja se samo volumen elementa, a
 Zbog djelovanja sfernoga dijela tenzora
δ𝑖𝑗 =
0,
𝑖≠𝑗
ne i njegov oblik.
 Zbog djelovanja devijatorskog dijela tenzora naprezanja mijenja se samo oblik elementa,
a ne i njegov volumen.
𝝈𝒊𝒋
𝝈𝟏
= 𝟎
𝟎
σ0 =
𝟎
𝝈𝟐
𝟎
σ1 + σ2 + σ3
3
𝝈𝟎
𝟎
𝟎 = 𝟎
𝝈𝟑
𝟎
𝟎
𝝈𝟎
𝟎
𝟎
𝝈𝟏 − 𝝈𝟎
𝟎 +
𝟎
𝝈𝟎
𝟎
𝟎
𝝈𝟐 − 𝝈𝟎
𝟎
𝟎
𝟎
𝝈𝟑 − 𝝈𝟎
Određivanje oktaedarskog naprezanja
OKTAEDARSKA RAVNINA - ravnina čija normala zatvara jednake kutove s glavnim osima
3
𝑛1 = 𝑛2 = 𝑛3 =
3
σ3
C
O
𝝈𝒐𝒌𝒕 =
B
σ1
A
𝝉𝒐𝒌𝒕 =
σ2
𝟏
𝟑
𝝈𝟏 − 𝝈𝟐
𝟏
𝝈 + 𝝈𝟐 + 𝝈 𝟑
𝟑 𝟏
𝟐
+ 𝝈𝟐 − 𝝈𝟑
𝝈𝒐𝒌𝒕 =
𝝉𝒐𝒌𝒕 =
𝟏
𝟑
𝝈𝒙𝒙 − 𝝈𝒚𝒚
𝟐
+ 𝝈𝟑 − 𝝈𝟏
𝟐
𝟏
𝑰
𝟑 𝟏
𝟏
𝟐 (𝑰𝟏 )𝟐 − 𝟑 𝑰𝟐
𝟑
𝝈𝒐𝒌𝒕 =
𝝉𝒐𝒌𝒕 =
𝟐
𝟏
𝝈 + 𝝈𝒚𝒚 + 𝝈𝒛𝒛
𝟑 𝒙𝒙
+ 𝝈𝒙𝒙 − 𝝈𝒛𝒛
𝟐
+ 𝝈𝒛𝒛 − 𝝈𝒙𝒙
𝟐
+ 𝟔 𝝉𝟐𝒙𝒚 + 𝝉𝟐𝒚𝒛 + 𝝉𝟐𝒛𝒙
Transformacija u zarotirani koordinatni sustav
𝑥′1
𝑥′2
𝑥′3
𝒚
𝒙𝟏
β11
β21
β31
β11
A = β21
β31
𝒙𝟐
β12
β22
β32
β12
β22
β32
𝒙𝟑
β13
β23
β33
β13
β23
β33
𝝈𝜶𝜷 = 𝑨 𝝈𝒊𝒋 𝑨
𝒙
𝒛
𝑻