在材料力學(xué)中常根據(jù)力的來源將力分為內(nèi)力與外力，外力是來源于受力物體外部的作用力，外力作用于該物體上，并在該物體內(nèi)部傳遞，該物體的內(nèi)部被動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)反作用力，這個(gè)反作用力存在于物體的內(nèi)部，稱之為內(nèi)力，材料抵抗外力產(chǎn)生最大的內(nèi)力稱之為抗力。本質(zhì)上內(nèi)力由外力而來，二力是一平衡力，其大小相等，方向相反，并在一條直線上。按材料受力后產(chǎn)生的形變效果，可形成五種常見的平衡形式，由此也產(chǎn)生五種常見的抵抗內(nèi)力形式。
1、壓縮力與支撐力
壓縮力是能使受力物體的長度產(chǎn)生短縮趨勢的一對力，二力大小相等、方向相反、相對而行，作用在一條直線上、壓縮力所產(chǎn)生的形變稱為短縮形變。壓縮力是作用于受力物體外部的一對平衡力，由此也反作用產(chǎn)生一對相互平衡的內(nèi)力，內(nèi)力抵抗外力所產(chǎn)生的被動(dòng)壓縮趨勢，該力起到一個(gè)阻礙壓縮的支撐作用，所以也稱之為支撐力。材料所能提供的最大支撐內(nèi)應(yīng)力稱之為抗壓強(qiáng)度或抗張力。
2、拉伸力與回縮力
拉伸力是能使物體的長度產(chǎn)生延長趨勢的一對力，二力大小相等、方向相反、相向而行，作用在一條直線上，二力是一對平衡力，牽張力所產(chǎn)生的形變稱之為拉伸形變。物體受到牽張平衡力作用后在受力物體內(nèi)部同時(shí)也反作用產(chǎn)生了一對平衡內(nèi)力，平衡內(nèi)力具有抵抗?fàn)繌埛蛛x的作用，產(chǎn)生被動(dòng)回縮的趨勢，所以也稱之為回縮力，材料阻礙牽張分離所能提供的最大回縮內(nèi)應(yīng)力稱之為抗張強(qiáng)度或抗張力。
3、剪切力與阻擋力
所謂的剪切力是指產(chǎn)生剪切形變的一對外力，兩個(gè)力的方向相反、大小相等且不在一條直線上的平行力，這種平行力也稱之為力偶。 力偶不能平衡，會使物體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或使物體發(fā)生歪斜變形或錯(cuò)動(dòng)斷裂效果，斷裂面稱為剪切面，剪切面是不同方向外力的交匯區(qū)，也是典型的中性軸或中性層，此處合外力為零。外力與旋轉(zhuǎn)中心存在偏心距，故剪切力也存在力矩，這種力偶力矩稱之為力偶矩，合力矩等于平行力中的一個(gè)力與平行力之間距離。平衡剪切力的內(nèi)力具有阻擋剪切外力引起的錯(cuò)動(dòng)或形變的作用，也稱之為阻力或攔擋力，材料所能提供的最大阻擋內(nèi)應(yīng)力稱之為抗剪強(qiáng)度或抗剪力。
4、扭轉(zhuǎn)力矩與扭矩
扭轉(zhuǎn)力是能使受力物體發(fā)生扭轉(zhuǎn)趨勢或繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)的一對力，二力大小相等、方向相反、不在一個(gè)平面上的平行力，扭轉(zhuǎn)力也是一對力偶，力偶不能平衡，會使物體產(chǎn)生繞軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，或使物體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)形變。因?yàn)榕まD(zhuǎn)外力與旋轉(zhuǎn)軸線存在距離，故產(chǎn)生外力力矩，物體受到扭轉(zhuǎn)平衡力矩作用后，在受力物體內(nèi)部同時(shí)也反作用產(chǎn)生了一對平衡內(nèi)力矩，該平衡內(nèi)力矩起到阻礙扭轉(zhuǎn)應(yīng)變的作用，也稱之為扭矩。
5、彎曲力矩與彎矩
彎曲力是能使受力物體產(chǎn)生彎曲趨勢的一組外力，可以是偏心載荷，也可以是不在一條直線上的三點(diǎn)彎曲力或四點(diǎn)彎曲力（如圖）。彎曲外力產(chǎn)生彎曲形變，外力與彎曲受力物體的旋轉(zhuǎn)中心存在力臂，故彎曲外力也產(chǎn)生彎曲力矩。物體受到彎曲平衡外力矩作用后，在受力物體內(nèi)部同時(shí)也反作用產(chǎn)生了一對平衡彎曲的內(nèi)力矩，該內(nèi)力矩起到阻礙彎曲形變的作用，也稱之為彎矩。彎曲物體的彎矩體現(xiàn)兩種內(nèi)力，彎曲物體的凸側(cè)表現(xiàn)為分離性的張力，可稱之為張力側(cè)，而在彎曲物體的凹側(cè)表現(xiàn)為壓縮性的壓力，可稱之為壓力側(cè)。材料抵抗彎曲所能提供最大的內(nèi)應(yīng)力稱之為抗彎強(qiáng)度或抗彎力
以上總結(jié)了五種組合力以及作用效果，需要強(qiáng)調(diào)的是人體內(nèi)骨骼承受的力是復(fù)雜的，很少只受一種組合力的作用，往往受到多種組合應(yīng)力的作用，稱為復(fù)合力或復(fù)合載荷，如壓縮和彎曲、壓縮和扭轉(zhuǎn)、彎曲和扭轉(zhuǎn)等。
（待續(xù)）
