§ 60. Некоторые свойства касательных напряжений
Покажем, теперь, что вектор касательного напряжения
в произвольной точке
поперечного сечения призматического тела направлен по касательной к кривой
проходящей через точку
Действительно, вдоль кривой
имеем
Учитывая здесь формулы (6.27) и (7.14), находим
откуда
На основании доказанного кривые
называют траекториями или линиями касательных напряжений. Так как на контуре поперечного сечения
то он является траекторией касательных напряжений.
Легко доказать, что как
так и
являются гармоническими функциями в поперечном сечении. В самом деле, действуя гармоническим оператором
на обе части формул (7.14) и допуская законность перестановки дифференциальных операторов, с учетом (7,15) будем иметь
Отсюда вытекает, что
достигают наибольших значений на контуре поперечного сечения призматического тела.
Докажем, что вектор касательного напряжения также достигает своего наибольшего значения на контуре; для этого отправимся от противного: допустим, что вектор касательного напряжения достигает наибольшего значения внутри контура поперечного сечения в точке
Выберем в поперечном сечении новую прямоугольную декартову систему координат
и одну из ее осей, например ось
направим параллельно вектору
приложенному в точке
. В этой системе координат в точке
будем иметь тензор напряжений с компонентами
причем они относительно новой системы координат являются также гармоническими. В силу этого
достигает своего наибольшего значения на контуре, а не внутри контура, как это было допущено в начале рассуждения.
Следовательно, вектор касательного напряжения достигает своего максимального значения на контуре поперечного сечения призматического тела.