РАЗДЕЛ 2 Сопротивление материалов

Введение

           Сопротивление материалов - наука о прочности, жесткости и надежности элементов инженерных конструкций. Методами сопротивления материалов ведутся практические расчеты и определяются необходимые, как говорят, надежные размеры деталей машин, различных конструкций и сооружений.

            Основные понятия сопротивления материалов опираются на законы и теоремы общей механики и в первую очередь на законы статики, без знания которых изучение данного предмета становится практически невозможным.

            В отличие от теоретической механики сопротивление материалов рассматривает задачи, где наиболее существенными являются свойства деформируемых тел, а законы движения тела, как жесткого целого, не только отступают на второй план, но в ряде случаев являются попросту несущественными.

           Сопротивление материалов имеет целью создать практически приемлемые простые приемы расчета типичных, наиболее часто встречающихся элементов конструкций. Необходимость довести решение каждой практической задачи до некоторого числового результата заставляет в ряде случаев прибегать к упрощающим гипотезам - предположениям, которые оправдываются в дальнейшем путем сопоставления расчетных данных с экспериментом.

           Необходимо отметить, что первые заметки о прочности упоминаются в записках известного художника Леонардо Да Винчи, а начало науки о сопротивлении материалов связывают с именем знаменитого физика, математика и астронома Галилео Галилей. В 1660 году Р.ГУК сформулировал закон, устанавливающий связь между нагрузкой и деформацией: "Какова сила - таково и действие". В XVIII веке необходимо отметить работы Л. Эйлера по устойчивости конструкций. XIX - XX века являются временем наиболее интенсивного развития науки в связи с общим бурным ростом строительства и промышленного производства при безусловно огромном вкладе ученых-механиков России.

       Итак, мы будем заниматься твердыми деформированными телами с изучением их физических свойств.

Тема 2.1 Основные положения сопротивления материалов

Основные разделы

Основные положения. Деформируемое тело. Упругость и пластичность. Основные задачи сопротивления материалов: предварительные понятия о рас­четах на прочность, жесткость и устойчивость. Связь с общетехническими и специальными дисциплинами.

Классификация нагрузок: силы поверхностные и объемные; статические, динамические и переменные нагрузки.

Основные гипотезы и допущения, принимаемые в сопротивлении мате­риалов о свойствах деформируемого тела (однородность, изотропность, непре­рывность строения) и характере деформаций (принцип начальных размеров, линейная зависимость между нагрузками и вызываемыми ими перемещения­ми). Принцип независимости действия сил.

Геометрические схемы элементов конструкций: брус, оболочка, пластин­ка, массивное тело.

Метод сечений. Применение метода сечений для определения внутренних силовых факторов, возникающих в поперечных сечениях бруса. Основные ви­ды нагружений (деформации) бруса: растяжение - сжатие, срез (сдвиг), круче­ние, изгиб; внутренние силовые факторы в этих случаях.

Напряжение полное, нормальное, касательное. Первичное понятие о на­пряженном состоянии в точке тела.

Методические указания

Введем основные понятия, принимаемые при изучении дисциплины.

Прочность - это способность конструкции выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь.

Жесткость - способность конструкции к деформированию в соответствие с заданным нормативным регламентом.

Деформирование - свойство конструкции изменять свои геометрические размеры и форму под действием внешних сил

Устойчивость - свойство конструкции сохранять при действии внешних сил заданную форму равновесия.

Надежность - свойство конструкции выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени.

Ресурс - допустимый срок службы изделия. Указывается в виде общего времени наработки или числа циклов нагружения конструкции.

Отказ - нарушение работоспособности конструкции.

Опираясь на вышесказанное, можно дать определение прочностной надежности.

Прочностной надежностью называется отсутствие отказов, связанных с разрушением или недопустимыми деформациями элементов конструкции.

Упругостью называется свойство тела восстанавливать свою форму после снятия внешних нагрузок.

Пластичностью называется свойство тела сохранять после прекращения действия нагрузки, или частично полученную при нагружении, деформацию.

Ползучестью называется свойство тела увеличивать деформацию при постоянных внешних нагрузка.

[1 гл.1 §1.1-1.5]

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы основные задачи науки о сопротивлении материалов?

2. Что называется прочностью, жесткостью и устойчивостью элементов конструкции?

3. Какие деформации называются упругими и какие пластичными (остаточными)?

4. Что называется упругостью твердого тела?

5. Как классифицируются нагрузки, действующие на сооружения?

6. В чем сущность метода сечений?

7. Что такое касательные и нормальные напряжения? Как они действуют в рассматриваемых сечениях твердого тела?

8. Что называется напряжением в данной точке сечения?

 

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться: