20.9 : Пластические деформации

Важно понимать, как элементы конструкции ведут себя при пластической деформации, когда напряжение изгиба превышает предел текучести материала. Это состояние деформации навсегда меняет форму элемента, в отличие от линейного упругого поведения, наблюдаемого до деформации. Деформация в любой точке элемента выражается через максимальную деформацию. Примечательно, что нейтральная ось, совпадающая с центроидом при упругом изгибе, в пластических условиях смещается от центроида.

Нахождение нейтральной оси в этом измененном состоянии включает итерационный метод, при котором предполагаемое положение оси корректируется до тех пор, пока кривая распределения напряжений не стабилизируется. Этот процесс особенно прост в элементах, симметричных относительно вертикальной и горизонтальной плоскостей, с одинаковыми реакциями напряжения и деформации вдоль этих осей, что позволяет совместить нейтральную ось с горизонтальной плоскостью симметрии.

Распределение напряжений в таких симметричных конструкциях можно отобразить с использованием значений максимальных напряжений в зависимости от расстояния от нейтральной оси. Экспериментально определяется предельный изгибающий момент-максимальный момент, который элемент может выдержать до выхода из строя. Этот момент соответствует модулю разрыва R_u, который пропорционален M_u—изгибающему моменту, при котором элемент выходит из строя. M_u—критическое значение, характеризующее предел прочности материала при изгибающих напряжениях. Понимание этих принципов позволяет проектировать конструкции, способные выдерживать более высокие нагрузки без катастрофического разрушения, повышая безопасность и эффективность.