Noţiunea de tensiune

Pentru a exprima cât de puternic este solicitată o piesă oarecare nu este suficient a se vorbi despre mărimea forţelor şi momentelor aplicate asupra ei, deoarece intensitatea solicitării va depinde şi de masa de material care participă la preluarea solicitării, adică de forma şi dimensiunile piesei. Prin urmare, este necesar să se definească o mărime relativă care să permită evidenţierea acestei dependenţe.

Considerând, pe o secţiune transversală a piesei studiate, un element de arie (dA), suficient de mic pentru ca eforturile interioare să poată fi calificate drept uniform distribuite pe suprafaţa lui, rezultanta lor (dF) va avea punctul de aplicaţie în centrul de greutate al ariei elementare (dA) (fig.1.12). Prin definiţie, tensiunea din acel punct al piesei va fi:

(1.16)

Aceasta este o mărime fundamentală pentru studiul rezistenţei materialelor, mai complexă decât forţa, deoarece depinde şi de orientarea elementului de arie respectiv faţă de direcţia forţei. Prin urmare, se vor obţine valori diferite ale tensiunii pe direcţii diferite, în jurul unui punct P din volumul unei piese solicitate într-un mod oarecare.

Sunt importante componentele rezultate din proiecţia tensiunii (p) pe axa barei – tensiunea normală (s) din punctul P, respectiv pe secţiunea transversală – tensiunea tangenţială (t) din P. Desigur că între aceste componente există relaţia:

p ² = s ² + t ² (1.17)

Pe de altă parte, tensiunea tangenţială are şi ea două componente, pe direcţiile axelor de coordonate din secţiunea transversală, notate (t_xy) şi (t_xz), primul indice arătând axa perpendiculară pe secţiune, iar cel de-al doilea – axa paralelă cu respectiva componentă a tensiunii.

Unitatea de măsură pentru tensiuni este aceeaşi cu a presiunilor, adică Pascalul, 1Pa=1N/m². Această unitate este foarte mică, astfel că se preferă multiplul ei, 1MPa=10⁶Pa=1N/mm².

¨ Operaţiile care se fac cu vectorii-forţe pot fi aplicate componentelor de tensiune numai după înmulţirea lor cu ariile pe care se distribuie, fiind astfel transformate în mărimi de tip forţă.

¨ Ansamblul tensiunilor dintr-un punct al unui corp solicitat într-un mod oarecare reprezintă starea de tensiuni din punctul respectiv.