naprężenie

naprężenie,

miara sił wewn. powstających w ciele odkształcanym pod wpływem obciążenia zewn., oddziaływania temperatury (n. cieplne), obróbki cieplnej (np. n. hartownicze), procesu krzepnięcia (n. odlewnicze) i in. oddziaływań zewn. (odkształceń plast., połączeń skurczowych).

W zależności od rodzaju obciążenia można wyróżnić n. rozciagające, n. ściskające i n. tnące (ścinające). W konstrukcjach statycznie niewyznaczalnych (statyczna wyznaczalność) mogą powstawać tzw. n. własne, bez udziału powyższych czynników zewn., spowodowane tylko różnicami wymiarowymi elementów składowych; często n. własne są wywoływane celowo (np. w konstrukcjach wstępnie sprężonych).

N. w dowolnym punkcie jest wektorem o wartości , gdzie ΔF jest siłą działającą na element powierzchni przekroju ΔA, będącego otoczeniem punktu; zwrot i kierunek n. są takie same, jak siły ΔF. Składowa wektora n. prostopadła do płaszczyzny przekroju nosi nazwę n. normalnego σ, a składowa styczna — n. stycznego τ. Do wyznaczania stanu n. w danym punkcie ciała, czyli ogółu n. w płaszczyznach przechodzących przez dany punkt, wystarcza znajomość zespołu 3 n. normalnych i 6 n. stycznych, działających na ścianki elementarnego prostopadłościanu (nieskończenie małego), dowolnie wyciętego myślowo w otoczeniu tego punktu; tworzą one tzw. tensor n. Ze względu na symetrię tensora, liczba n. potrzebnych do wyznaczenia naprężenia w dowolnym przekroju, przechodzącym przez dany punkt ciała, redukuje się do 3 n. normalnych i 3 n. stycznych lub tylko (gdy tensor sprowadzi się do odpowiedniego układu osi współrzędnych) 3 n. głównych, to znaczy n. normalnych, działających na ścianki elementarnego prostopadłościanu, na których n. styczne są równe 0. W zakresie, w którym obowiązuje prawo Hooke’a, składowe tensora n. są wprost proporcjonalne do odpowiednich składowych tensora odkształceń (odkształcenie). N. można wyznaczyć teoretycznie (za pomocą metod teorii sprężystości czy teorii plastyczności) lub doświadczalnie (tensometrem).