Разделы

Авто
Бизнес
Болезни
Дом
Защита
Здоровье
Интернет
Компьютеры
Медицина
Науки
Обучение
Общество
Питание
Политика
Производство
Промышленность
Спорт
Техника
Экономика

Прочность, жесткость, устойчивость, надежность, экономичность, долговечность.

Тема 4. Сопротивление материалов.

Содержание темы: Понятия, гипотезы, допущения. Метод сечений и виды дефор­маций. Растяжение и сжатие. Закон Гука. Сдвиг (срез) и смятие. Кручение. Напряжения и деформации при кручении. Изгиб. Поперечная сила и изгибающий момент. Динамические нагрузки. Удар.

 

4.1.1. Предмет изадачи раздела

В процессе эксплуатации машин всякий элемент конструкции в ре­зультате воздействия на него внешних сил неизбежно изменяет свои первоначальные размеры и форму, но при этом работоспособность элементов конструкции обеспечивается. Это достигается решением задачи по опреде­лению размеров элементов при минимальных затратах материалов.

Изменение первоначальных размеров и формы тела при действии на­грузки называется деформацией. Различают два вида деформаций:

-деформация, исчезающая после снятия действующей нагрузки на тело, называется упругой.

-часть дефор­мации, остающаяся после снятия действующей нагрузки на тело, называ­ется пластической (остаточной).

Как отмечалось ранее, внешние силы делятся на активные и реакции связей.

Активные внешние силы принято называть нагрузками.

В свою очередь нагрузки делятся на сосредоточенные и распределенные.

По характеру ихдействия принято различать статические, динамические и повтор­но переменные. Таким образом, внешние силы, действуя на тело, дефор­мируют его.

К инженерным конструкциям предъявляются различные требования:

Основной задачей сопротивления материалов является разработка методов расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при одновременном удовлетворении требований надежности и экономичности.

Прочность - способность конструкции, а также ее частей и деталей выдерживать нагрузку без разрушения и без пластических деформаций.

Жесткость - способность конструкции, а также ее частей и деталей сопротивляться нагрузкам в отношении деформации.

Устойчивость - способность конструкции сохранять под действием нагрузки первоначальную форму упругого равновесия.

Расчеты на прочность, жесткость и устойчивость называют прочно­стными.

Различают два вида прочностных расчетов:

- проектирование конструкции из условий обеспечения прочности, жесткости, устойчивости включает в себя проектные расчеты;

- проверка спроектированной конструкции на прочность, жесткость, устойчивость заключается в соответствующих проверочных расче­тах.

Сопротивление материалов - наука о прочности, жесткости и устой­чивости частей сооружений и машин.

Она имеет прикладную техническую направленность. Основная ее цель - создать практически приемлемые, простые приемы расчета типовых, наиболее часто встречающихся элементов инженерных конструкций.

Сопротивление материалов решает свои задачи, основываясь как на теоретических, так и на опытных данных. В теоретической части эта наука базируется на теоретической механике и математике, а в эксперименталь­ной части - на физике и материаловедении.

В большинстве случаев реальные детали машин имеют сложную конфигурацию. Однако каждую из них при расчетах можно рассматривать с большей или меньшей степенью точности как брус (стержень), пластину или оболочку.

Брус (стержень) - тело, у которого два размера малы по сравнению с третьим (с длиной).

Линия, соединяющая центры тяжести поперечных сечений бруса, на­зывается осью бруса.

Плоская фигура, имеющая свой центр тяжести на оси и нормальная к ней, называется поперечным сечением бруса.

Бывают прямые и кривые брусья с постоянным, непрерывно или ступенчато изменяющимся поперечным сечением.

Примеры брусьев: балки, оси, валы, стержни фермы мостового кра­на, грузоподъемные крюки, звенья цепей.

Пластина - тело, ограниченное двумя плоскими поверхностями, у которого два размера велики по сравнению с третьим (с толщиной).

Примеры пластин: плоские днища и крышки резервуаров, перекры­тия инженерных сооружений, диски турбомашин.

Оболочка - тело, ограниченное двумя криволинейными поверхно­стями, у которого два размера велики по сравнению с третьим (с толщи­ной).

Бывают оболочки цилиндрические, конические, сферические и др.

Примеры оболочек: тонкостенные резервуары для жидкостей и га­зов, котлы, купола зданий, элементы обшивки фюзеляжей, крыльев, и др. частей летательных аппаратов, корпуса судов (кораблей, подводных ло­док).

4.1.2. Гипотезы сопротивления материалов

Теория сопротивления материалов рассматривает прочность, жест­кость и устойчивость элементов конструкций, которые зависят от физиче­ских свойств материала, и характеризуются механическими свойствами, например, такими как:

Упругость - свойство материала восстанавливать первоначальные размеры и объем после снятия нагрузки.

Прочность - свойство материала в определенных условиях и преде­лах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия (нагрузки, не­равномерные температурные, магнитные, электрические и другие поля).

Пластичность - свойство материала под действием внешних нагружений изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточность деформации после снятия этих нагрузок.

Хрупкость - способность твердых тел разрушаться при механических действиях без заметной пластической деформации.

I) связи с большим многообразием свойств существующих конст­рукционных материалов и неизбежностью деформирования тел под дейст­вием внешних сил в сопротивлении материалов, отказываясь от принятой в теоретической механике модели абсолютно твердого тела, приходится вводить свою модель - модель идеализированного деформируемого тела, которое сохраняет основные важнейшие свойства реального, но лишено его второстепенных свойств. Для этого применяют ряд упрощающих до­пущений — гипотез.

Основные гипотезы о свойствах материалов:

• однородные (обладают во всех точках одинаковыми свойствами);

• сплошные (имеют непрерывное строение);

• изотропные (обладают одинаковыми свойствами во всех направ­лениях);

• идеально упругие (в определенных пределах нагружения обладают совершенной упругостью, т.е. после разгрузки деформации полностью ис­чезают).

Применяют также гипотезы (принципы) о характере деформаций элементов конструкций:

• принцип начальных размеров (перемещения точек приложения сил малы по сравнению с размерами самого тела);

• принцип линейной деформируемости (линейная зависимость меж­ду нагрузками и деформациями);

• принцип независимости действия сил или принцип суперпозиции (результат действия системы сил не зависит от последовательности нагру­жения ими тела и равен сумме результатов действия каждой из сил в от­дельности).

Существуют и другие научные предположения. Справедливость ги­потез проверяется опытным путем.

 

Метод сечения.

Различают два вида сил, действующих на элементы инженерных конструкций:

Дата публикации:2014-01-23

Просмотров:4891

Вернуться в оглавление:

Комментария пока нет...


Имя* (по-русски):
Почта* (e-mail):Не публикуется
Ответить (до 1000 символов):







 

2012-2018 lekcion.ru. За поставленную ссылку спасибо.