Прочность – способность материала конструкций сопротивляться разрушению под дей­ствием приложенных к ним внешних сил (нагрузок)

Изложение методов расчета элементов конструкций на прочность и со­ставляет пер­вую задачу курса сопротивления материалов.

жёсткость

Во многих случаях приходится определять те изменения формы и разме­ров (дефор­мации), которые возникают в элементах конструкций при дейст­вии нагрузок.

Дело в том, что абсолютно твердых, недеформирующихся тел, которые изучаются в теоретической механике, в действительности не существует. Ко­нечно, деформации, воз­никающие при действии обычных эксплуатационных нагрузок, невелики, и их можно об­наружить лишь с помощью специальных приборов (тензометров).

Небольшие деформации не оказывают существенного влияния на законы равновесия и движения тела, вследствие чего в теоретической механике ими пренебрегают. Однако без изуче­ния этих деформаций невозможно решить очень важную для практики задачу, при каких условиях может произойти разрушение конструкции и, наоборот, при каких ус­ловиях элементы конст­рукции могут безопасно работать.

Иногда величину деформаций, несмотря на их малость по сравнению с размерами самой детали, приходится ограничивать, так как в противном слу­чае нормальная эксплуа­тация конструкции может стать невозможной.

Жесткость – способность элемента конструкции сопротивляться воздействию приложенных к нему сил, получая лишь малые упругие деформации.

Отсюда вторая задача курса: изложение методов расчета элементов конструкций на жесткость.

устойчивость

Третья задача курса сопротивления материалов связана с изучением ус­тойчивости форм равновесия реальных (т. е. деформирующихся) тел.

Устойчивость – способность элемента конструкции сопротив­ляться возник­но­вению больших отклонений от невозмущенного равно­весия при малых возмущаю­щих воздействиях.

В качестве возмущающего воздействия можно, разумеется, принять ма­лое изменение нагрузки. Поэтому понятие устойчивости может быть сфор­мулировано также следующим образом:

– равновесие элемента устойчиво, если малому изменению нагрузки со­ответствует малое изменение деформаций.

Наоборот, равновесие неустойчиво, если ограниченный рост нагрузки сопровожда­ется теоретически неограниченным ростом деформаций. Практи­чески стержень, после по­тери устойчивости, разрушится от чрезмерных на­пряжений.

Признаком потери устойчивости является также внезапная смена одной формы равновесия другой.

При выполнении указанных видов расчета необходимо стремиться к максимальной экономии материалов, т. е. к достаточным, но не завышенным размерам деталей машин и сооружений.

Тема №2. Допущения в курсе “СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ”

Из-за сложности задачи расчета элементов конструкций в сопротивлении материалов принимаются некоторые упрощаю­щие допущения относительно свойств материала, на­грузок и ха­рактера взаимодействия конструкции и нагрузок.

Экспериментальная проверка расчетных зависимостей, полу­ченных на основе при­веденных ниже допущений, показала, что погрешность, вносимая ими, очень незначи­тельна и для практи­ческих целей ею можно пренебречь.

1-е допущение. Материал тела имеет сплошное (непрерыв­ное) строение. Таким образом, здесь не принимается во внима­ние дискретная, атомистическая структура веще­ства. Это допу­щение вполне оправдано с практической точки зрения, так как большинство строительных материалов имеет настолько мелко­зернистую структуру, что без заметной погрешности можно считать их строение сплошным, непрерывным. Даже для таких мате­риалов, как дерево, бетон и камень, расчеты, основанные на допущении о сплошности строения, дают практически удовлетво­рительные результаты.

Это объясняется тем, что размеры реальных деталей во много раз больше межатом­ных расстояний.

2-е допущение. Материал детали однороден, т. е. обладает во всех точках одина­ковыми свойствами. Металлы обладают высокой однородностью, т. е. имеют во всех точках детали практически одинаковые свойства. Менее однородными являют­ся дерево, бетон, камень, пластмассы с наполнителем. Например, бетон содержит в себе в качестве наполнителя небольших разме­ров камни, гравий, шебень, свойства которых отличаются от свойств цемента. В дереве имеются сучки, свойства которых также сильно отличаются от свойств остальной массы дерева. В пластмассах свойства смолы отличаются от свойств напол­нителя.

Тем не менее, как показывает опыт, расчеты, основанные на допущении об однород­ности материала детали, дают удовлетворительные результаты для основных конструкци­онных материалов.

Дата добавления: 2013-12-12