Внутренние силы распределены по сечению непрерывно, при этом их значения в разных точках сечения в общем случае неодинаковы. Метод сечений не позволяет найти закон распределения внутренних сил, а дает только их статический эквивалент. Задача о распределении внутренних сил статически неопределима; методы ее решения применительно к различным видам деформаций бруса (растяжению, круче- нию и т. д.) рассматриваются в соответствующих главах курса. При этом опреде- ляется интенсивность внутренних сил в различных точках рассматриваемого сечения.

Величина, характеризующая интенсивность внутренних сил, называется напряжением. Иными словами, напряжением в данной точке сечения называется предел отношения элементарной внутренней силы к площади выделенной в сечении площадки (рис. 2) при стремлении последней к нулю ("стягивании" в точку): р=lim F>0 dS/dF. Необходимо подчеркнуть, что если через ту же точку провести другое сечение, то и напряжение (в общем случае) получится иное, т. е. напряжение зависит не только от положения точки, но и от направления (ориентировки в пространстве) сечения, проведенного через эту точку.

Напряжение р можно разложить на две составляющие: по нормали к сечению -нормальное напряжение а и составляющую, лежащую в плоскости сечения -касательное напряжение т (рис. 3). Касательное напряжение в свою очередь можно разложить на две составляющие, направленные вдоль координатных осей. Таким образом, вектор напряжения в данной точке по данной площадке дает три составляющие, показанные на рис. 4.

Индексы у составляющих (компонентов напряжения) ставят по следующим правилам: первый индекс указывает, какой оси параллельна нормаль к площадке ("адрес" площадки действия рассматриваемого напряжения), а второй - какой оси параллельно напряжение. При этом правиле у нормальных напряжений должны получаться два одинаковых индекса; принято указывать лишь один из них.

По методу определения (экспериментальный или расчетно-теоретический) и месту, занимаемому в расчетах на прочность, различают следующие виды напряжений.

1. Предельные напряжения, при достижении которых появляются заметные пластические деформации (если материал пластичный) или признаки хрупкого разрушения (если материал хрупкий). Эти напряжения определяются при механических испытаниях материалов и зависят от его свойств и вида деформации (растяжение, сжатие и т. д.). При статическом осевом нагружении роль предельного напряжения для пластичного материала играет физический предел текучести sT или условный предел текучести s0, 2, а для хрупкого - предел прочности* sпч. Для хрупко-пластичных материалов, несколько лучше сопротивляющихся сжатию, чем растяжению (некоторые легированные стали), в качестве предельных напряжений принимают условные пределы текучести: s0,2р - при растяжении и s0,2c - при сжатии** (s0,2с>s 0,2р).

2. Напряжения, возникающие в нагруженной конструкции, называют расчетными (рабочими) а, т. Они зависят от нагрузок и размеров рассчитываемого элемента конструкции.

3. Наибольшие напряжения, при которых прочность и долговечность конструкции обеспечены, называют допускаемыми и обозначают [s], [t]. Допускаемое напряжение составляет некоторую часть от предельного, а следовательно, в первую очередь зависит от материала рассчитываемой детали; кроме того, на величину допускаемого напряжения влияет точность методов расчета, однородность материала, степень ответственности рассчитываемого элемента (или конструкции в целом) и ряд других факторов.