Wykresy sił wewnętrznych to przedstawienie w formie graficznej sił powstających w układzie np. w belce pod wpływem działającego na niego obciążenia. Wyróżnia się następujące wykresy sił wewnętrznych:
- wykres momentów zginających,
- wykres sił tnących,
- wykres sił osiowych.
W celu narysowania wykresów sił wewnętrznych (czasem nazywanymi również siłami przekrojowymi) należy układ rozwiązać czyli obliczyć wartości sił wewnętrznych. Zasady rysowania wykresów dla każdego układu (bez względu na to czy jest to beka, rama, czy kratownica) są takie same.
Wykres momentów zginających
Najważniejszą zasadą przy rysowaniu wykresów momentów zginających jest ich prawidłowe odłożenie na wykresie po stronie włókien rozciąganych. W przypadku wykresów momentów znak nie jest konieczny. Najważniejsze jest ich narysowanie po dobrej stronie wykresu. W tym celu dla ułatwienia można posługiwać się tzw włóknami porównawczymi, które zwłaszcza na początku nauki pomagają w prawidłowym wyznaczaniu momentów zginających. Wykres momentów oznacza się literką M. Jednostką momentu jest kNm. Przykładowy wykres momentów zginających:
W zależności od rodzaju obciążenia wykres momentów zginających może być liniowy, paraboliczny lub krzywą 3 stopnia. Szczegółowe informacje dotyczące typowych rodzajów obciążeń i wykresów momentów można znaleźć w artykule obciążenia, dział “Wstęp”.
Wykres sił tnących
Na wykresie sił tnących zawarte są informacje dotyczące działania sił pionowych w układzie. Wykres sił tnących oznacza się literką T. Jednostką sił tnących jest kN. W przypadku sił tnących mniej istotne jest po której stronie wykresu je odłożymy, istotny jest natomiast znak. Znak wynika z przyjętej ogólnej zasady znakowania, którą przedstawia rysunek:
Przykładowa belka (tutaj szczegółowe rozwiązywanie belki) wraz z wykresem sił tnących.
Wykres sił osiowych
Wykres sił osiowych (inaczej nazywany siłami normalnymi) podobnie jak wykres sił tnących powinien zawierać znak. Nie jest istotne po której stronie odłożymy wartości jednak istotny jest jednak znak, gdyż jednoznacznie informuje nas czy pręt jest ściskany czy rozciągany. Wykres sił osiowych oznacza się literką N. Jednostką sił osiowych jest kN.
Znak szczególnie ma to znaczenie np. przy kratownicach czy innych układach gdzie w zależności od powstających sił dobiera się rodzaj stosowanego materiału. Przykładem mogą być linki wykorzystywane dosyć powszechnie w różnego typu konstrukcjach – doskonale przenoszą siły rozciągające, jednak kompletnie nie nadają się do przenoszenia obciążeń ściskających. Poniżej przykładowy wykres sił tnących dla kratownicy.
