20.16 : Общий случай эксцентричной осевой нагрузки

Несимметричный изгиб возникает, когда изгибающий момент, приложенный к элементу конструкции, не совпадает с его главной осью. Это несоответствие приводит к сложному распределению напряжений и прогибу, которые отличаются от симметричного изгиба, что важно для проектирования конструкций, способных выдерживать различные условия нагрузки.

Рассмотрим конструкцию, на которую действуют равные и противоположные силы, приложенные вдоль линии, не совпадающей с нейтральной осью элемента. При несимметричном изгибе, как описано здесь, нейтральная ось, где напряжение равно нулю, не обязательно совпадает с геометрическими осями поперечного сечения. Это приводит к возникновению моментов вокруг нескольких осей, которые противодействуют эксцентриситету сил. Распределение напряжений зависит от соотношения приложенной нагрузки и геометрических свойств сечения. Положение нейтральной оси определяется тем, что сумма нормальных напряжений по сечению равна нулю.

Под парным моментом при несимметричном изгибе понимаются моменты, вызванные силами, не проходящими через центр тяжести поперечного сечения. Эти моменты приводят к изгибу по нескольким осям и имеют решающее значение для определения распределения напряжения по элементу.

Предел пропорциональности — это уровень напряжения, за которым материал деформируется нелинейно, что означает конец упругого поведения. Произведение инерции измеряет ковариацию координат элементов площади поперечного сечения относительно осей. Если оси совпадают с центроидальными осями сечения, что упрощает расчет напряжений, нейтральная ось будет совпадать с этими осями, делая их главными осями изгиба.