в сопротивлении материалов, вид деформации, характеризующийся искривлением (изменением кривизны) оси или срединной поверхности деформируемого объекта (бруса, балки, плиты, оболочки и др.) под действием внешних сил или температуры. Применительно к прямому брусу различают И.: простой, или плоский, при котором внешние силы лежат в одной из главных плоскостей бруса (т. е. плоскостей, проходящих через его ось и главные оси инерции поперечного сечения) (см. Моменты инерции (См.
Момент инерции)); сложный, вызываемый силами, расположенными в разных плоскостях;
косой, являющийся частным случаем сложного И. (см.
Косой изгиб). В зависимости от действующих в поперечном сечении бруса силовых факторов (
рис. 1, а, б) И. называется чистым (при наличии только изгибающих моментов) и поперечным (при наличии также и поперечных сил). В инженерной практике рассматривается также особый случай И. - продольный И. (
рис. 1, в), характеризующийся выпучиванием стержня под действием продольных сжимающих сил (см.
Продольный изгиб). Одновременное действие сил, направленных по оси стержня и перпендикулярно к ней, вызывает продольно-поперечный И. (
рис. 1, г).
Приближённый расчёт прямого бруса на действие И. в упругой стадии производится в предположении, что поперечные сечения бруса, плоские до И., остаются плоскими и после него (гипотеза плоских сечений); полагают также, что продольные волокна бруса при И. не давят друг на друга и не стремятся оторваться одно от другого. При плоском И. в поперечных сечениях бруса возникают нормальные и касательные напряжения. Нормальные напряжения
σ в произвольном волокне какого-либо поперечного сечения бруса (
рис. 2), лежащем на расстоянии
y от нейтральной оси, определяются формулой
где
Mz - изгибающий момент в сечении, a
Iz - момент инерции поперечного сечения относительно нейтральной оси. Наибольшие нормальные напряжения возникают в крайних волокнах сечения
момент сопротивления поперечного сечения). Касательные напряжения
τ, возникающие при поперечном И., определяются по формуле Д. И. Журавского (См.
Журавский)
где
Qy - поперечная сила в сечении,
Sz - статический момент относительно нейтральной оси части площади поперечного сечения, расположенной выше (или ниже) рассматриваемого волокна,
b - ширина сечения на уровне рассматриваемого волокна. Характер изменения изгибающих моментов и поперечных сил по длине бруса обычно изображается графиками-эпюрами, по которым определяются их расчётные значения. Под влиянием И. ось бруса искривляется, ее кривизна определяется выражением
где
ρ - радиус кривизны оси изогнутого бруса в рассматриваемом сечении;
Е - модуль продольной упругости материала бруса. В случаях малых деформаций кривизна приближённо выражается второй производной от прогиба
V, а поэтому между координатами изогнутой оси и изгибающим моментом существует дифференциальная зависимость
называемая дифференциальным уравнением оси изогнутого бруса. Решением этого уравнения определяется
Упругая линия балки (бруса).
Расчёт бруса на И. с учётом пластических деформаций приближённо производится в предположении, что при возрастании нагрузки (изгибающего момента) первоначально в крайних точках (волокнах), а затем и во всём поперечном сечении возникают пластические деформации. Распределение напряжений в предельном состоянии имеет вид двух прямоугольников с ординатами, равными пределу текучести материала σ
т, при этом кривизна бруса неограниченно возрастает. Такое состояние в сечении называется пластическим шарниром, а соответствующий ему момент является предельным и определяется по формуле
в которой
S1 и
S2 - статические моменты сжатой и растянутой частей сечения относительно нейтральной оси.
Л. В. Касабьян.
Рис. 1. Изгиб бруса: а - чистый: б - поперечный; в - продольный; г - продольно-поперечный.
Рис. 2. Чистый изгиб прямого бруса в упругой стадии: а - элемент бруса; б - поперечное сечение; в - эпюра нормальных напряжений.