Нормальные и касательные напряжения.

Микроосновы дисциплины

«Сопротивление материалов».

Что изучает дисциплина «Сопротивление материалов». Дисциплина «Сопротивление материалов» - это раздел «механики», в котором излагаются методы расчета элементов конструкций на: прочность, жесткость и устойчивость.

Прочность - способность не разрушаться под нагрузкой.

Жесткость - способность незначительно деформироваться под нагрузкой.

Устойчивость - способность сохранять первоначальную форму упругого равновесия.

Устойчивость стержня.

Дополнительные свойства конструкций: выносливость - способность длительное время выдерживать переменные нагрузки, вязкость - способность воспринимать ударные нагрузки и др.

Основные требования к деталям и конструкциям. Детали должны быть: прочными, то есть не разрушаться под нагрузкой, жесткими, то есть не деформироваться под нагрузкой, устойчивыми, то есть не терять первоначальную форму упругого равновесия.

Виды расчетов в сопротивлении материалов. Расчет на прочность обеспечивает неразрушение конструкции. Расчет на жесткость обеспечивает деформации конструкции под нагрузкой в пределах допустимых норм. Расчет на устойчивость обеспечивает сохранение необходимой формы равновесия и предотвращает внезапное искривление длинных стержней.

Дополнительные расчеты: например, для обеспечения прочности конструкций, работающих при ударных нагрузках (при ковке, штамповке и подобных случаях), проводятся расчеты на удар.

Допущения о свойствах материалов. Материалы однородные - в любой точке материалы имеют одинаковые физико-механические свойства.

Допущения о формах элементов конструкции. Все многообразие форм деталей сводятся к четырем видам: брус, пластина, оболочка и массивное тело. Брус (стержень) - тело, длина которого превышает его поперечные размеры. Пластина - тело плоской формы, у которого длина и ширина больше по сравнению с толщиной. Оболочка - тело, ограниченное двумя близко расположенными криволинейными поверхностями. Толщина оболочки мала по сравнению с другими габаритными размерами, радиусами кривизны ее поверхности. Массивное тело (массив) - тело, у которого все размеры одного порядка.

а б в г д е

Формы элементов конструкции:

а,б,в – брус, г – оболочка, д – пластина, е – массивное тело

Классификация нагрузок. Различают внешние и внутренние силы и моменты.

Схематизация внешних сил.

Внешние силы - это активные силы и реакции связи.

При нагрузке тел внешними силами тела могут изменять свою форму и размеры. Изменение формы и размеров тела под действием внешних сил называется деформацией .

Деформации бывают: упругие - исчезают после прекращения действия вызвавших их сил, пластичные - не исчезают после прекращения действия вызвавших их сил.

Виды деформаций:

а – сжатие, б – растяжение, в – изгиб, г – сдвиг (срез), д – кручение

В зависимости от характера внешних сил различают следующие виды деформаций:

растяжение-сжатие - состояние сопротивления, которое характеризуется удлинением или укорочением,

сдвиг - смещение двух сопредельных поверхностей относительно друг друга при неизменном расстоянии между ними,

кручение - взаимный поворот поперечных сечений относительно друг друга,

изгиб – состоит в искривлении оси.

Бывают более сложные деформации, которые образуются сочетанием нескольких основных видов деформаций, например – изгиб и кручение.

Внутренние силы - это силы механического взаимодействия между частичками материала, возникающие в процессе деформирования как реакции материала на внешнюю нагрузку. Можно и так сказать, что внутренние силы – это силы, которые сопротивляются изменению формы и размеров под действием внешних сил.

Внутренние силы.

Напряжения. Напряжение в точке тела - это интенсивность внутренней силы, возникающей на бесконечно малой площадке. То есть, напряжение - это внутреннее усилие, приходящееся на единицу площади. Понятие о напряжении в точке деформируемого твердого тела ввел в 1822 г. французский ученый Огюстен Луи Коши.

Нормальные и касательные напряжения.

Основную роль в расчетах прочности играет не полное напряжение p, а его проекции на оси координат: нормальное напряжение (σ - сигма), направленное по перпендикуляру к площадке, и касательные напряжения (τ - тау), лежащие в плоскости сечения.

Единицы нормальных и касательных напряжений в СИ – паскаль (Па). Один паскаль – это напряжение, при котором на площадке в один квадратный метр возникает внутренняя сила, равная одному ньютону. Часто используют значения: 1 МПа = 10⁶ Па. В технической системе единицы напряжения измеряются в килограммах силы на миллиметр в квадрате (кгс/мм²).

Напряжения при растяжении и сжатии. В поперечных сечениях при растяжении-сжатииимеют место только нормальные напряжения σ, которые определяются отношением внутренней силы N к площади A соответствующего поперечного сечения стержня.

Дата добавления: 2019-08-30; просмотров: 3926; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!