При действии на тело силы его объем и форма изменяются, т.е. возникает деформация тела. Изменение формы жидкости или газа достигается сколь угодно малыми силами, т.к. в этих состояниях вещество не обладает упругостью формы. В твердом состоянии для изменения формы требуются значительные силы. Это объясняется следующим образом.

В твердом теле частицы занимают определенное положение равновесия (точнее, хаотически колеблются около них), образуя кристаллическую решетку. При растяжении тела проявляются силы сцепления между его частицами, при сжатии – силы отталкивания. Сила притяжения и отталкивания зависят от расстояния.

Примерная зависимость сил притяжения F_пр и отталкивания F_oт показана на рис.1 для случая двух молекул, одна из которых находится в начале координат, другая на расстоянии ρ₀ от нее. На расстоянии ρ₀ силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга. Если ρ < ρ₀ , то больше сила отталкивания, если ρ > ρ₀, то больше сила притяжения.

Деформация изгиба наблюдается, если, например, на стержень действовать силой, направленной перпендикулярно к ее середине. За меру деформации принимается смещение середины стержня О₁О₂ = h, которое называется стрелой прогиба. При упругой деформации стрела прогиба пропорциональна нагрузке.

Стержни, работающие в основном на изгиб, обычно называют балками. Изгиб называют чистым, если изгибающий момент является единственным внутренним усилием, возникающим в поперечном сечении стержня.

Чаще, однако, в поперечных сечениях стержня наряду с изгибающими моментами возникают тоже и поперечные силы. Такой изгиб называют поперечным.

Если плоскость действия изгибающего момента (силовая плоскость) проходит через одну из главных центральных осей поперечного сечения стержня, изгиб называют простым или плоским (применяется также название прямой изгиб).

Если плоскость действия изгибающего момента в сечении не совпадает ни с одной из главных осей сечения, изгиб называют косым.

Далее будет показано, что при плоском изгибе ось балки и после деформации остается в плоскости внешних сил – силовой плоскости. При косом изгибе плоскость деформации не совпадает с силовой плоскостью.

 

Упругая деформация изгиба лежит в основе работы рессоры — вид амортизирующего устройства, упругий элемент подвески транспортного средства. Рессора передаёт нагрузку кузова на ходовую часть (колёса, опорные катки гусеницы и т. д.) и смягчает удары и толчки при прохождении по неровностям пути.

Деформации изгиба проявляются повсеместно - в различного рода механизмах (например, подвесах, упорах, шарнирах и т.п.), архитектурных и инженерных сооружениях.

Измерение деформации производится либо в процессе испытания материалов с целью определения их механических свойств, либо при исследовании сооружения в натуре или на моделях для суждения о величинах напряжений. Упругие деформации весьма малы, и измерение их требует высокой точности. Наиболее распространённый метод исследования деформации – с помощью тензометров. Кроме того, широко применяются тензодатчики сопротивления, поляризационно–оптический метод исследования напряжения, рентгеновский структурный анализ. Для суждения о местных пластических деформациях применяют накатку на поверхности изделия сетки, покрытие поверхности легко растрескивающимся лаком и т. д.

Листовая рессора представляет собой пакет листов различной длины, изготовленных из закалённой стали и соединённых хомутами. Средняя часть пакета закреплена на ходовой части машины и опирается на неё, а концы закреплены на кузове с помощью подвижных соединений (серьги). Листовая рессора работает на изгиб как упругая балка.

Разновидности листовых рессор:

* Эллиптическая — в плане имеет форму, близкую к эллипсу; использовались в подвеске конных экипажей и ранних автомобилей; преимущество — большая мягкость и как следствие плавный ход; минус — технологическая сложность, малая прочность, громоздкость;

* Полуэллиптическая — в виде полуэллипса; наиболее распространённый тип; представляет собой компромисс между комфортабельностью, компактностью и технологичностью, широко распространена на грузовых автомобилях — до сих пор, на легковых — до 1970-х годов;

* Четверть-эллиптическая — конструктивно это половина полуэллиптической; как упругий элемент, достаточно жёсткая; применялась как правило для создания независимой подвески, реже — зависимой; находила применение в подвесках таких автомобилей, как ГАЗ-67 (в передней, по две рессоры на борт, располагались продольно), Alvis F-Series (в передней, восемь рессор по четыре на борт, расположены поперечно) или Татра Т77 (в задней, по рессоре на борт, располагались диагонально).