Основные гипотезы науки о сопротивлении материалов

В сопротивлении материалов исследование вопроса о надежности реального объекта начинается с выбора расчетной схемы. Приступая к расчету элемента конструкции, следует установить, что в данном случае является существенным и что несущественным; необходимо провести схематизацию объекта и отбросить все те факторы, которые не могут сколько-нибудь повлиять на работу системы в целом.

Реальный объект, освобожденный от несущественных особенностей, называется расчетной схемой.

При выборе расчетной схемы, для упрощения расчетов элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость приходится прибегать к некоторым допущениям и гипотезам о свойствах материалов и характере деформаций.

Основные допущения о свойствах материалов сводятся к следующему:

1. Все тела предполагаются абсолютно упругими. В действительности это приближенно справедливо только при определенных величинах нагрузок.

2. Материал, из которого изготовляют конструкции, считают однородным. Это значит, что любые сколь угодно малые его частицы имеют одинаковые свойства. Многие из применяемых в технике материалов в действительности обладают значительной однородностью строения. Это в первую очередь металлы, их сплавы и пластмассы. Другие материалы (дерево, бетон) обладают по сравнению с металлами меньшей однородностью.

3. Все тела по своему строению предполагаются сплошными, не имеющими во внутренней структуре трещин или других дефектов.

4. Материалы рассматриваются как изотропные, т.е. обладающие одинаковыми физико-механическими свойствами во всех направлениях. Изотропными можно считать такие материалы, как большинство металлов, бетон, некоторые пластмассы. Многие строительные материалы, имеющие волокнистую структуру, например дерево, характеризуются различными свойствами в разных направлениях; такие материалы называют анизотропными. Совпадение результатов опыта с теорией получается тем лучше, чем однороднее материал и чем ближе он по своим свойствам к изотропному телу.

Основные гипотезы о характере деформаций, позволяющие значительно упростить расчеты:

1. Перемещения, возникающие в упругих телах под воздействием внешних сил, очень малы по сравнению с размерами рассматриваемых элементов. Это допущение позволяет во многих случаях не учитывать изменения размеров тел при деформации и связанного с этим изменения в расположении сил.

2. Перемещения точек упругого тела прямо пропорциональны действующим нагрузкам. Это справедливо в известных пределах нагружения. Элементы и конструкции, подчиняющиеся этому допущению, называют линейно деформируемыми.

3. Вследствие малости перемещений, возникающих при расчете деталей машин и конструкций, и прямо пропорциональной зависимости перемещений от нагрузок можно полагать, что внешние силы действуют независимо друг от друга. Это положение известно под названием принципа независимости действия сил (или принципа суперпозиции).

Другие допущения и гипотезы применительно к отдельным видам деформаций изложены в соответствующих разделах курса.

Дата добавления: 2015-06-28