Основні види деформацій конструктивних елементів

Основні гіпотези курсу опору матеріалів

1. Гіпотеза про суцільність матеріалу

Згідно цієї гіпотези припускається, що матеріал повністю заповнює форму тіла (атомістична теорія дискретної побудови речовини до уваги не береться).

2. Гіпотеза про однорідність та ізотропність

Припускається, що властивості матеріалу по всьому його об’ємі і в любому напрямку будуть однакові тобто ізотропні.

3. Гіпотези про малість деформацій

Припускається, що деформації в тілі досить малі порівняно з його розмірами. Таке припущення дає можливість застосовувати рівняння статики для недеформованого тіла при вирішенні задач реальних елементів конструкцій.

4. Гіпотеза про ідеальну пружність матеріалу

Припускає, що під дією навантаження в тілі виникають деформації пружності, причому такі, що повністю зникають після того як було знято навантаження.

5. Гіпотеза про пряму пропорційність між деформаціями і навантаженням. (Закон Гука).

Перераховані вище гіпотези, а також деякі інші, про які буде сказано пізніше, дозволяють розв'язувати широке коло задач по розрахунку на міцність, жорсткість і стійкість. І, як показали дослідження, результати таких розрахунків гарно узгоджуються з реальними умовами роботи.

1. Розтяг або стиск. Такий вид деформування виникає в тому випадку коли до стержня вздовж осі прикладені протилежно спрямовані сили.

- довжина стержня;

– величина абсолютної деформації стержня;

відносне поперечне «подовження»

– відносне середнє подовження стержня

2. Зсув або зріз. Цей вид деформації виникає коли зовнішні сили зміщують два паралельних перерізи стержня один відносно одного, при незмінній відстані між ними.

– величина зміщення перерізів (абсолютний зсув);

– відношення абсолютного зсуву до відстані між площинами, що зміщуються, називають кутом зсуву, або просто відносним зсувом.

3. Кручення. Такий вид деформування виникає при дії на стержень зовнішніх сил, що утворюють момент пари сил площа дії якої є перпендикулярна відносно поздовженої осі стержня.

– кут повороту одного перерізу відносно іншого (абсолютний кут закручування);

– відносний кут закручування.

4. Згин. Деформація згину полягає у викривленні осі прямого стержня або в зміні кривизни кривого стержня. Характеризується величиною прогину () і кутом повороту перерізу () відносно його початкового положення.

6. В процесі експлуатації деталі машин і споруд взаємодіють одна з одною, передаючи при цьому тим чи іншим чином навантаження. Зовнішніми силами називають сили взаємодії, що виникають при дії одного тіла на інше.

Якщо зовнішні сили є результатом взаємодії двох чи декількох тіл, що контактують між собою тільки в точках їх поверхні, то такі сили називаються поверхневими силами.

Поверхневі сили можуть бути зосередженими в точці, або ж неперервно розподіленими як по поверхні, так і по довжині.

Величина навантаження, що припадає на одиницю площі чи довжини, називається інтенсивністю навантаження і найчастіше позначаються лат. літерами р (Па, КПа, МПа) і (Н/М, Кн/М).

При визначенні реакції в опорах і побудові епюр необхідно визначити рівнодіючу розподіленого навантаження, що діє на даному відрізку. Рівнодіюча розподіленого навантаження чисельно дорівнює добутку інтенсивності навантаження на довжину відрізка (площу тієї фігури), де вона діє і завжди прикладається в центрі її ваги.

Якщо навантаження розподілено на невеликій поверхні тіла, та його завжди замінюють рівнодіючою, яку називають зосередженою силою () (Н, кН, МН). Зустрічаються також навантаження, які можна подати у вигляді зосередженої пари сил або моменту (М).

– величина максимальної інтенсивності розподіленого навантаження; – величина інтенсивності.

До масових або об'ємних сил відносять сили, що виникають в кожній одиниці об'єму деформованого тіла (це сили ваги тіла, сили інерції та ін.). Такі сили діють на кожну точку тіла, що розглядається.

За характером дії зовнішні сили діляться на статичні та динамічні. До статичних сил відносять зовнішні сили, які в процесі навантаження тіла порівняно повільно збільшують (зменшують) своє значення від початкової величини до кінцевого свого значення, а потім залишаються незмінними.

До динамічних сил відносять зовнішні сили, дія яких, як правило, пов'язана з виникненням додаткових, значних по величині, сил інерції.

Динамічні навантаження супроводжуються значними прискореннями як деформованого тіла, так і тіл, що з ним взаємодіють.

Динамічні сили (навантаження) в свою чергу діляться на миттєво-прикладені, ударні і повторно-змінні.

Миттєво-прикладеним навантаженням вважається таке навантаження, яке досягає свого кінцевого значення за долі секунди.

Ударне навантаження характеризується тим, що в момент його прикладання тіло, що визвало дію цього навантаження, мало якусь величину кінетичної енергії ("баба" копра, мех. ковалевий молот і т. д.).

Повторно-змінне навантаження пов'язане з безперервною взаємодією контактуючих тіл, при якій напрямок або величина виникаючих сил періодично змінюються в часі (зворотно-наступальні рухи штока, коливання маятника).

Дата добавления: 2014-01-07