Unutar bilo kojeg materijala postoje unutarnje međuatomske sile, čija prisutnost određuje sposobnost tijela da percipira vanjske sile koje djeluju na njega, odupire se uništenju, promjeni oblika i veličine. Djelovanje vanjskog opterećenja na tijelo uzrokuje promjenu unutarnjih sila. Dodatne unutarnje sile proučavaju se u čvrstoći materijala. U čvrstoći materijala jednostavno se nazivaju unutarnjim silama.
Unutarnje sile su sile međudjelovanja između pojedinih elemenata konstrukcije ili između pojedinih dijelova elementa koje nastaju pod utjecajem vanjskih sila.
Za numeričko određivanje veličine unutarnjih sila koristi se metoda presjeka.
Metoda presjeka svodi se na četiri koraka:
Riža. 7
Svaki odsječeni dio tijela (po mogućnosti onaj najsloženiji) se odbacuje, a njegovo djelovanje na preostali dio zamjenjuje se unutarnjim silama kako bi preostali dio koji se proučava bio u ravnoteži (slika 8);
Riža. 8
Rezultirajuće sile (N, Qy, Qz) (slika 9) i momenti (Mk, My, Mz) nazivaju se faktori unutarnjih sila u presjeku
Riža. 9
Za čimbenike unutarnje sile prihvaćeni su sljedeći nazivi:
-uzdužna ili aksijalna sila;
I 
-sile smicanja;
-okretni moment;
I 
-momenti savijanja.
Faktori unutarnje sile nalaze se sastavljanjem šest jednadžbi statičke ravnoteže za razmatrani dio rasječenog tijela.
napon
Odaberemo li infinitezimalno područje u presjeku 
i pretpostavimo da su unutarnje sile primijenjene na njegove različite točke identične po veličini i smjeru, a zatim njihova rezultanta 
će proći kroz težište elementa 
(slika 10).
Riža. 10
Projekcije 
na osi 
,
I 
postojat će elementarna uzdužna sila 
, i elementarne posmične sile 
I 
.
Podijelimo te elementarne sile s površinom 
, dobivamo vrijednosti koje se nazivaju naprezanja u točki nacrtanog presjeka.
;
;
,
Gdje 
- normalni napon; 
- tangencijalno naprezanje.
Naprezanje je unutarnja sila po jedinici površine u određenoj točki presjeka koji se razmatra.
Naprezanje se mjeri u jedinicama naprezanja - paskalima (Pa) i njihovim višekratnicima - (kPa, MPa)
Ponekad se uz normalna i tangencijalna naprezanja razmatra i ukupno naprezanje
Koncept " napon» igra vrlo važnu ulogu u proračunima čvrstoće. Stoga je značajan dio kolegija Čvrstoća materijala posvećen proučavanju metoda za proračun naprezanja 
I 
.
Napetost i kompresija
Centralna napetost (kompresija) Naziva se ova vrsta deformacije kod koje se u presjeku grede javlja samo uzdužna sila (vlačna i tlačna), a svi ostali faktori unutarnje sile jednaki su nuli.
Uzdužne sile određuju se metodom presjeka.
Primjer
Neka postoji stepenasti štap opterećen silama 
,
I 
duž osi šipke prikazane na sl. 11, a. Odredite veličinu uzdužnih sila.
Riješenje. Štap se može podijeliti na dijelove na mjestima djelovanja opterećenja i na mjestima promjena presjeka.
Prvi dio ograničen je točkama primjene sila 
I 
. Usmjerimo os 
(početak prvog dijela). Mentalno izrežite prvi dio s presjekom na udaljenosti 
od početka prve dionice. Štoviše, koordinata 
može se uzeti u intervalu 
, Gdje 
- duljina prve dionice.
;
, kN
Pozitivan predznak uzdužne sile pokazuje da je prvi dio istegnut.
Vrijednost uzdužne sile ne ovisi o koordinati 
, dakle, kroz cijeli presjek vrijednost uzdužne sile je konstantna i jednaka 
.
Riža. jedanaest
Drugi dio je ograničen točkama primjene sila 
I 
. Usmjerimo os 
duž osi presjeka prema gore s ishodištem u točki djelovanja sile 
(početak drugog dijela).
Mentalno izrežite drugi dio s poprečnim presjekom na udaljenosti 
s početka drugog dijela. Štoviše, koordinata 
može se uzeti u intervalu 
, Gdje 
- duljina drugog dijela.
Razmotrimo ravnotežu donjeg dijela štapa, zamjenjujući djelovanje gornjeg dijela na donji dio štapa uzdužnom silom 
, prethodno ga usmjerivši u smjeru rastezanja predmetnog dijela.
Iz uvjeta statičke ravnoteže:
;
Znak minus označava da je drugi odjeljak komprimiran.
Slično za treći dio:
;
Radi veće jasnoće, prikladnije je prikazati dobivene rezultate u obliku grafikona ( dijagramiN), pokazujući promjenu uzdužne sile duž osi štapa. Da bismo to učinili, nacrtamo nultu (baznu) liniju paralelnu s osi šipke, okomito na koju ćemo iscrtati vrijednosti aksijalnih sila na ljestvici (slika 1.11, e). Pozitivne vrijednosti stavljamo na jednu stranu, a negativne na drugu. Dijagram je osjenčan okomito na nultu liniju, a unutar dijagrama je postavljen znak odgođene vrijednosti. Uz njih su naznačene vrijednosti odgođenih količina. Uz dijagram je u navodnicima naveden naziv dijagrama (“N”) i navedene su mjerne jedinice (kN) odvojene zarezima.
Svi materijali, konstrukcijski elementi i konstrukcije, pod utjecajem vanjskih sila, u jednom ili drugom stupnju doživljavaju pomak (kretanje u odnosu na opterećeno stanje) i mijenjaju svoj oblik (deformiraju se). Međudjelovanje između dijelova (čestica) unutar konstrukcijskog elementa karakteriziraju unutarnje sile.
Unutarnje sile− sile međuatomskog međuatomskog djelovanja koje nastaju kada se vanjsko opterećenje primijeni na tijelo i nastoje se suprotstaviti deformaciji.
Za proračun konstrukcijskih elemenata za čvrstoću, krutost i stabilnost, potrebno je koristiti metoda presjeka identificirati nove čimbenike unutarnje moći.
Bit metode presjeka je da se vanjske sile koje djeluju na odsječeni dio tijela uravnotežuju unutarnjim silama koje nastaju u ravnini presjeka i zamjenjuju djelovanje odbačenog dijela tijela na ostatak.
Štap u ravnoteži pod djelovanjem sila F 1 , F 2 , F 3 , F 4 , F 5 (Sl. 86, A), mentalno izrezan na dva dijela I i II (Sl. 86, b) i razmotrite jedan od dijelova, na primjer lijevi.
Budući da su veze između dijelova eliminirane, djelovanje jednog od njih na drugi treba zamijeniti sustavom unutarnjih sila u presjeku. Budući da je radnja jednaka reakciji i suprotnog smjera, unutarnje sile koje nastaju u presjeku uravnotežuju vanjske sile koje djeluju na lijevi dio.
Stavimo to na točku OKO koordinatni sustav xyz. Rastavimo glavni vektor i glavni moment na komponente usmjerene duž koordinatnih osi:
komponenta N z - zvani uzdužno (normalno) sila, uzrokujući vlačnu ili tlačnu deformaciju. Komponente Q x i Q y su okomite na normalu i teže pomicanju jednog dijela tijela u odnosu na drugi, nazivaju se poprečni snage. Trenuci M x i M y savijaju tijelo i zovu se savijanje . Trenutak M z uvijanje tijela naziva se okretni moment . Ove sile i momenti su unutarnji faktori sile (Sl. 86, V).
Uvjeti ravnoteže omogućuju nam da pronađemo komponente glavnog vektora i glavni moment unutarnjih sila:
U posebnim slučajevima, pojedinačni unutarnji faktori sile mogu biti jednaki nuli. Dakle, pod djelovanjem ravnog sustava sila (npr. u ravnini zy) u njegovim presjecima nastaju faktori sile: moment savijanja M x, sila smicanja Q y, uzdužna sila N z. Uvjeti ravnoteže za ovaj slučaj:
Za određivanje unutarnjih faktora snage potrebno je:
1. Mentalno nacrtajte presjek na mjestu strukture ili šipke koja nas zanima.
2. Odbacite jedan od odrezanih dijelova i razmotrite ravnotežu preostalog dijela.
3. Napraviti jednadžbe ravnoteže za preostali dio i iz njih odrediti vrijednosti i smjerove unutarnjih faktora sile.
Čimbenici unutarnje sile koji nastaju u presjeku štapa određuju deformirano stanje.
Metoda presjeka ne dopušta utvrđivanje zakona raspodjele unutarnjih sila po presjeku.
Učinkovite karakteristike za procjenu opterećenja dijelova bit će intenzitet unutarnjih sila interakcije - napon I deformacija .
Promotrimo presjek tijela (slika 87). Na temelju ranije prihvaćene pretpostavke da su razmatrana tijela čvrsta, možemo pretpostaviti da su unutarnje sile kontinuirano raspoređene po cijelom presjeku.
U presjeku odabiremo elementarno područje Δ A, a rezultantu unutarnjih sila na tu površinu označit ćemo s Δ R. Omjer rezultantnih unutarnjih sila Δ R na mjestu Δ A na područje ovog mjesta naziva se prosječni napon na ovom mjestu,
Ako se područje ΔA smanji (kontrahira na točku), tada u granici dobivamo napon u točki
.
Silu ΔR možemo rastaviti na komponente: normalnu ΔN i tangencijalnu ΔQ. Pomoću ovih komponenti određuju se normalno σ i tangencijalno τ naprezanje (slika 88):
Za mjerenje naprezanja u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) koristi se newton po kvadratnom metru, koji se naziva pascal Pa (Pa = N/m2). Budući da je ova jedinica vrlo mala i nezgodna za korištenje, koristi se više jedinica (kN/m2, MN/m2 i N/mm2). Imajte na umu da je 1 MN/m 2 = 1 MPa = 1 N/mm. Ova jedinica je najprikladnija za praktičnu upotrebu.
U tehničkom sustavu jedinica (MCGSS) za mjerenje naprezanja korišten je kilogram-sila po kvadratnom centimetru. Odnos između jedinica naprezanja u međunarodnom i tehničkom sustavu uspostavlja se na temelju odnosa između jedinica sile: 1 kgf = 9,81 N 10 N. Približno možemo smatrati: 1 kgf/cm 2 = 10 N/cm 2 = 0,1 N /mm 2 = 0,1 MPa ili 1 MPa = 10 kgf/cm2.
Normalna i posmična naprezanja prikladna su mjera za procjenu unutarnjih sila tijela, budući da im se materijali odupiru na različite načine. Normalna naprezanja nastoje spojiti ili udaljiti pojedinačne čestice tijela u smjeru normale na presječnu ravninu, a tangencijalna naprezanja nastoje pomaknuti neke čestice tijela u odnosu na druge duž presječne ravnine. Stoga se posmična naprezanja nazivaju i posmična naprezanja.
Deformaciju opterećenog tijela prati promjena udaljenosti između njegovih čestica. Unutarnje sile koje nastaju između čestica mijenjaju se pod utjecajem vanjskog opterećenja sve dok se ne uspostavi ravnoteža između vanjskog opterećenja i unutarnjih sila otpora. Nastalo stanje tijela naziva se stanje stresa. Karakterizira ga skup normalnih i tangencijalnih naprezanja koja djeluju preko svih područja koja se mogu povući kroz predmetnu točku. Proučiti stanje naprezanja u točki na tijelu znači dobiti ovisnosti koje omogućuju određivanje naprezanja duž bilo kojeg područja koje prolazi kroz određenu točku.
Naprezanje pri kojem dolazi do razaranja materijala ili zamjetne plastične deformacije naziva se granično naprezanje i označava se σ pre; τ prev. . Ti se naponi određuju eksperimentalno.
Kako bi se izbjeglo uništavanje elemenata konstrukcija ili strojeva, radna (projektna) naprezanja (σ, τ) koja nastaju u njima ne bi trebala premašiti dopuštena naprezanja, koja su navedena u uglatim zagradama: [σ], [τ]. Dopuštena naprezanja su maksimalne vrijednosti naprezanja koje osiguravaju siguran rad materijala. Dopuštena naprezanja dodjeljuju se kao određeni dio eksperimentalno utvrđenih graničnih naprezanja koja određuju iscrpljenost čvrstoće materijala:
Gdje [ n] - zahtijevani ili dopušteni faktor sigurnosti, koji pokazuje koliko puta bi dopušteno naprezanje trebalo biti manje od maksimalnog.
Faktor sigurnosti ovisi o svojstvima materijala, prirodi djelujućih opterećenja, točnosti korištene metode proračuna i uvjetima rada konstrukcijskog elementa.
Pod utjecajem sila dolazi do pomaka ne samo u strukturi, već iu materijalu od kojeg je izrađena (iako su u mnogim slučajevima takvi pomaci daleko izvan mogućnosti golog oka i otkrivaju se pomoću visoko osjetljivih senzora i instrumenata) .
Za određivanje deformacija u točki DO uzeti u obzir mali segment KL duljina s, koja izlazi iz ove točke u proizvoljnom smjeru (slika 89).
Kao rezultat deformacije šiljka DO I L pomaknut će se na položaj DO 1 i L 2, a duljina segmenta će se povećati za iznos Δs. Stav
predstavlja prosječno izduženje duž segmenta s.
Smanjenje segmenta s, približavajući poantu L do točke DO, u granici dobivamo linearnu deformaciju u točki DO prema KL:
Ako u točki K povučemo tri osi paralelne s koordinatnim osima, linearne deformacije u smjeru koordinatnih osi x, na I z bit će jednake ε x, ε y, ε z, redom.
Deformacija tijela je bezdimenzijska i često se izražava u postocima. Obično su deformacije male i pod elastičnim uvjetima ne prelaze 1–1,5%.
Promotrimo pravi kut koji u nedeformiranom tijelu čine segmenti OM I NA(Slika 90). Kao rezultat deformacije pod utjecajem vanjskih sila, kut PON promijenit će se i postati jednak kutu M 1 O 1 N 1 . U granici, razlika u kutovima naziva se kutna deformacija ili posmična deformacija u točki OKO u avionu PON:
U koordinatnim ravninama označavaju se kutne deformacije ili kutovi smicanja: γ xy, γ yx, γ xz.
U bilo kojoj točki tijela postoje tri linearne i tri kutne komponente deformacije koje određuju deformirano stanje u točki.
Unutarnje sile. Metoda presjeka
Najčešće su poznate vanjske sile koje djeluju na stvarni objekt. Obično je potrebno odrediti unutarnje sile (rezultat međudjelovanja između pojedinih dijelova danog tijela) koje su nepoznate veličine i smjera, ali čije je poznavanje potrebno za proračun čvrstoće i deformacije. Određivanje unutarnjih sila provodi se pomoću tzv metoda presjeka, čija je suština sljedeća:
Mentalno prerežite tijelo duž dijela koji nas zanima.
Odbacite jedan od dijelova (bez obzira koji).
Djelovanje odbačenog dijela tijela zamjenjuje se preostalim sustavom sila, koje u tom slučaju postaju vanjske. Prema principu djelovanja i reakcije, elastične sile su uvijek međusobne i predstavljaju sustav sila kontinuirano raspoređenih po presjeku. Njihova vrijednost i orijentacija u svakoj točki presjeka proizvoljni su i ovise o orijentaciji presjeka u odnosu na tijelo, veličini i smjeru vanjskih sila i geometrijskim dimenzijama tijela. Unutarnje sile se mogu svesti na glavni vektorR i glavni moment M. Obično se kao referentna točka uzima težište presjeka. Odabravši koordinatni sustav X, Y, Z (Z je uzdužna os normalna na presjek, X i Y su u ravnini ovog presjeka) i ishodište sustava u težištu, označavamo projekcije glavni vektor R na koordinatne osi po N, Q x, Q y, a projekcije glavnog momenta M su M x, M y, M k. Te tri sile i tri momenta nazivaju se unutarnji faktori sile u presjeku:
N – uzdužna sila,
Q x , Q y – poprečne sile,
M k – moment,
M x , M y – momenti savijanja.
4. Budući da su unutarnje sile u ravnoteži s vanjskim silama, one se mogu odrediti iz jednadžbi statičke ravnoteže:
P z =0, P y =0, P x =0,
M x =0, M y =0, M z =0.
Bilo koji faktor unutarnje sile u presjeku jednak je algebarskom zbroju odgovarajućih faktora vanjske sile koji djeluju na jednoj strani presjeka.
Faktor unutarnje sile u presjeku brojčano je jednak integralnom zbroju odgovarajućih elementarnih unutarnjih sila ili momenata po cijeloj površini presjeka:
Klasifikacija glavnih vrsta opterećenja povezana je s unutarnjim faktorom sile koji nastaje u presjeku. Dakle, ako u poprečnim presjecima djeluje samo uzdužna sila N, a ostali čimbenici unutarnje sile postanu jednaki nuli, tada se u ovom presjeku javlja napetost ili pritisak, ovisno o smjeru sile N. Opterećenje, kada se u poprečnom presjeku pojavljuje samo poprečna sila Q, zove smjena.
Ako se u poprečnom presjeku javlja samo zakretni moment Mk, tada štap radi torzijski. U slučaju kada samo moment savijanja M x (ili M y) proizlazi iz vanjskih sila koje djeluju na štap, tada se ova vrsta opterećenja naziva čistim savijanjem u ravnini yz (ili xz). Ako se u presjeku uz moment savijanja (npr. M x) javlja i poprečna sila Q y, tada se takvo opterećenje naziva ravnim poprečnim savijanjem (u ravnini yz). Vrsta opterećenja, kada se u presjeku štapa javljaju samo momenti savijanja M x i M y, naziva se koso savijanje (ravninsko ili prostorno). Kada u poprečnom presjeku djeluju normalna sila N i momenti savijanja M x i M y, dolazi do opterećenja koje se naziva složeno savijanje s vlačno-kompresijskim ili ekscentričnim naprezanjem (kompresija). Kada u presjeku djeluju moment savijanja i zakretni moment, dolazi do savijanja s uvijanjem.
Opći slučaj opterećenja je slučaj kada u presjeku nastaje svih šest unutarnjih faktora sile.
Posebne vrste opterećenja uključuju gnječenje, kada je deformacija lokalne prirode, ne širi se na cijelo tijelo, i uzdužno savijanje (poseban slučaj općeg fenomena gubitka stabilnosti).
Pojam stresa
U 
veličina čimbenika unutarnje sile ne odražava intenzitet
napeto stanje tijela, blizina opasnog stanja (uništenje). Za ocjenu intenziteta unutarnjih sila uvodi se kriterij (numerička mjera) koji se naziva naprezanje. Ako se u presjeku F određenog tijela izaberemo elementarno područje F, sl. 1.1, unutar kojeg se identificira unutarnja sila R, tada se omjer može uzeti kao prosječno naprezanje na području F:
Pravo naprezanje u točki može se odrediti smanjenjem površine:
U 
vektorska količina R predstavlja ukupno naprezanje u točki. Dimenzija napona se uzima u Pa (Pascal) ili MPa (Megapascal). U proračunima se obično ne koristi ukupno naprezanje, već se određuje njegova komponenta normalna na presjek - normalno naprezanje, i tangencijalna , - tangencijalna naprezanja (sl. 1.2). Ukupna naprezanja po jedinici površine mogu se izraziti u smislu normalnih i posmičnih naprezanja:
Postoji sljedeći odnos između djelujućih naprezanja i faktora unutarnjih sila:
;
Normalni i posmični naponi su funkcija faktora unutarnjih sila i geometrijskih karakteristika presjeka. Ovi naponi, izračunati pomoću odgovarajućih formula, mogu se nazvati stvarnim ili radnim.
Najveća vrijednost stvarnih naprezanja ograničena je graničnim naprezanjem pri kojem dolazi do loma materijala ili neprihvatljivih plastičnih deformacija. Prva od ovih granica postoji za svaki krti materijal i naziva se vlačna čvrstoća ( in, in), druga se pojavljuje samo u plastičnim materijalima i naziva se granica tečenja ( t, t). Pod djelovanjem ciklički promjenjivih naprezanja dolazi do razaranja kada se dosegne tzv. granica izdržljivosti ( R, R), koja je znatno manja od odgovarajućih granica čvrstoće.
Unutarnje sile nastaju između pojedinih elemenata konstrukcije i između pojedinih dijelova elementa pod utjecajem vanjskih sila. Provodi se određivanje unutarnjih sila metodom presjeka. Njegova bit leži u činjenici da tijelo u ravnoteži (sl. 2.1, A), mentalno izrezan na dva dijela (Sl. 2.1, b), odbacite jedan od dijelova, zamjenjujući utjecaj odbačenog dijela unutarnjim silama, i sastavite jednadžbe ravnoteže za preostali dio, na koji djeluju vanjske sile koje djeluju na njega i unutarnje sile raspoređene po presjeku koji treba odrediti.
Tipično, ravnina presjeka je okomita na tangentu na os grede. Sustav unutarnjih sila može se svesti na jednu silu R i na jedan par M Izaberimo težište presjeka kao središte redukcije sile 0 I
usmjerimo os Oh pravokutni pravokutni koordinatni sustav okomit na presjek prema vanjskoj normali. Proširimo vektore R I M na komponente (Sl. 2.1, V). Snaga N usmjerena tangencijalno na os štapa naziva se uzdužna sila. Ovlasti Qy I Q z, usmjereni normalno na os štapa nazivaju se poprečnim snage. Trenutak T u odnosu na os x nazvao uvijanje Trenuci moj I Mz se zovu savijanje. Tih šest unutarnjih sila može se pronaći iz šest jednadžbi ravnoteže tijela u prostoru, sastavljenih za dio grede koji se razmatra. Jednadžbe se sastavljaju u odnosu na nedeformirano tijelo ako se promatraju male promjene njegove veličine i oblika. Usvajanje ove pretpostavke uvelike pojednostavljuje problem; jednadžbe postaju linearne, što omogućuje korištenje princip neovisnog djelovanja sila(po principu superpozicije). Potonji kaže da je rezultat zajedničkog utjecaja sustava sila na tijelo jednak zbroju parcijalnih rezultata utjecaja svake sile zasebno.
Svaka unutarnja sila odgovara vlastitoj vrsti deformacije tijela: N− istezanje (kompresija), Qy I Q z− pomak, T− torzija, moj I M z− savijati. Te se deformacije obično javljaju u različitim kombinacijama. Uzdužna sila se smatra pozitivnom ako se njen smjer podudara sa smjerom vanjske normale na presjek. Pretpostavlja se da je zakretni moment pozitivan ako se, gledajući kraj odsječenog dijela grede sa strane njegove vanjske normale, čini da je usmjeren u smjeru kazaljke na satu. Moment savijanja se smatra pozitivnim kada je na lijevom kraju desnog dijela grede usmjeren u smjeru kazaljke na satu, a na desnom kraju lijevog dijela usmjeren je suprotno od kazaljke na satu. Transverzalna sila je pozitivna ako nastoji rotirati odsječeni dio grede (na koji djeluje) u smjeru kazaljke na satu u odnosu na bilo koju točku unutarnje normale na presjek. Pozitivni znakovi napora prikazani su na slici 2.2.
Pri određivanju predznaka unutarnjih sila u vertikalnim gredama potrebno je neki kraj grede (donji ili gornji) uzeti za lijevi i na crtežu ga označiti nekim simbolom.
Kao što je poznato, postoje snage vanjski i unutarnji. Uzmemo li obično đačko ravnalo u ruke i savijemo ga, činimo to djelovanjem vanjskih sila – ruku. Ako se ukloni napor ruke, ravnalo će se pod utjecajem svojih unutarnjih sila (to su sile međudjelovanja između čestica elementa od utjecaja vanjskih sila) samo vratiti u prvobitni položaj. Što su veće vanjske sile, veće su i unutarnje, ali unutarnje ne mogu stalno rasti, one rastu samo do određene granice, a kad vanjske sile premaše unutarnje, dogodit će se uništenje. Stoga je izuzetno važno biti svjestan unutarnjih sila u materijalu u smislu njegove čvrstoće. Unutarnje sile određuju se pomoću metoda presjeka. Pogledajmo to potanko. Recimo da je štap opterećen nekim silama (gornja lijeva slika). Rezanještap s presjekom 1–1 na dva dijela, a mi ćemo razmotriti bilo koji od njih - onaj koji nam se čini jednostavnijim. npr. odbaciti desnu stranu i razmotrite ravnotežu lijeve strane (gornja desna slika).
Djelovanje odbačenog desnog dijela na preostali lijevi zamijeniti unutarnjih sila, ima ih beskonačno mnogo, budući da su to sile međudjelovanja među česticama tijela. Iz teorijske mehanike je poznato da se svaki sustav sila može zamijeniti ekvivalentnim sustavom koji se sastoji od glavnog vektora i glavnog momenta. Stoga ćemo sve unutarnje sile svesti na glavni vektor R i glavni moment M (slika 1.1, b). Budući da je naš prostor trodimenzionalan, glavni vektor R može se proširiti duž koordinatnih osi i dobiti tri sile - Q x, Q y, N z (slika 1.1, c). U odnosu na uzdužnu os štapa, sile Q x, Q y nazivaju se transverzalne ili posmične sile (smještene poprijeko osi), N z se naziva uzdužna sila (smještene uzduž osi).
Glavni moment M, kada se proširi duž koordinatnih osi, također će dati tri momenta (sl. 1.1, d) u skladu s istom uzdužnom osi - dva momenta savijanja M x i M y i moment T (može se označiti kao M k ili M z).
Dakle, u općem slučaju opterećenja postoji šest komponenti unutarnjih sila, koji se nazivaju čimbenici unutarnje sile ili unutarnje sile. Da bismo ih odredili u slučaju prostornog sustava sila, šest jednadžbe ravnoteže, a kod stana jedan – tri.
Da biste zapamtili slijed metode odjeljka, trebali biste koristiti mnemotehničku tehniku - zapamtite riječ RUŽA od prvih slova akcija: R rez (po dijelu), OKO odbaciti (jedan od dijelova), Z zamjenjujemo (djelovanje odbačenog dijela unutarnjim silama), U uravnotežujemo (tj. pomoću jednadžbi ravnoteže određujemo vrijednost unutarnjih sila).
U praksi se javljaju sljedeće vrste deformacija. Ako u slučaju opterećenja u elementu pod utjecajem sila nastane jedan unutarnji faktor sile, tada se takva deformacija naziva jednostavan ili glavni. Jednostavne deformacije su napetost-tlak (javlja se uzdužna sila), posmik (poprečna sila), savijanje (moment savijanja), torzija (moment). Ako element istodobno doživi nekoliko deformacija (torzija sa savijanjem, savijanje s napetosti itd.), tada se takva deformacija naziva kompleks.
