Понятие об изотропных и анизотропных материалах.



Упругость и пластичность

Наиболее распространенными для конструкционных материалов являются модели упругости и пластичности. Упругость — это свойство тела изменять форму и размеры под действием внешних нагрузок и восстанавливать исходную конфигурацию при снятии нагрузок. Математически свойство упругости выражается в установлении взаимно однозначной функциональной зависимости между.компонентами тензора напряжений и тензора деформаций. Свойство упругости отражает не только свойства материалов, но и условия нагружения. Для большинства конструкционных материалов свойство упругости проявляется при умеренных значениях внешних сил, приводящих к малым деформациям, и при малых скоростях нагружения, когда потери энергии за счет температурных эффектов пренебрежимо малы. Материал называется линейно-упругим, если компоненты тензора напряжений и тензора деформаций связаны линейными соотношениями.

При высоких уровнях нагружения, когда в теле возникают значительные деформации, материал частично теряет упругие свойства: при разгрузке его первоначальные размеры и форма полностью не восстанавливаются, а при полном снятии внешних нагрузок фиксируются остаточные деформации. В этом случае зависимость между напряжениями и деформациями перестает быть однозначной. Это свойство материала называетсяпластичностью. Накапливаемые в процессе пластического деформирования остаточные деформации называются пластическими.

Внешние силы и их классификация.

В сопротивлении материалов при моделировании нагружения внешние нагрузки считаются известными или заданными. Нагрузки определяют либо экспериментально, либо рассчитывают.
По характеру действия нагрузки условно разделяют на статические и динамические.
Статические нагрузки прикладываются к исследуемому объекту медленно настолько, что вызванными ими ускорениями частиц можно пренебречь.
Динамические нагрузки прикладываются настолько быстро, что частицы тела исследуемой конструкции получают ускорения, которыми при прочностном расчете пренебречь нельзя. Анализируемая конструкция при этом начинает двигаться (например, колебаться). К разновидностям динамических нагрузок в сопротивлении материалов относят ударные, повторнопеременные и другие.
Внешние нагрузки по способу приложения подразделяют на сосредоточенные и распределенные.
Сосредоточенная сила действует на части поверхности тела, размеры которых существенно малы по сравнению с общими размерами конструкции (рис. 2,а). Сосредоточенный момент или момент пары сил является силовым фактором при идеализации конструктивных особенностей изучаемого объекта. В конструкциях его обычно обозначают дугой со стрелкой (рис. 2,6).
Распределенные нагрузки подразделяются на линейные, поверхностные и объемные. На рис. 2,в приведен пример линейно распределенной нагрузки.
Линейно распределенные нагрузки характеризуются интенсивностью q, т.е. нагрузкой, приходящейся на единицу длины (так называемая погонная нагрузка). Интенсивность нагрузки при ее моделировании может приниматься постоянной, линейной или изменяющейся по какому-то закону на данном участке нагружения конструкции.

Рис.2 – Моделирование вида и способа приложения нагрузок:

а-сосредоточенная нагрузка; б-сосредоточенный крутящий момент; в-линейно распределенная нагрузка
Поверхностно распределенные нагрузки распределены по какой-либо зоне поверхности пластины, оболочки, тела.
Объемно распределенные нагрузки распределены по объему изучаемого тела. Они характеризуются интенсивностью нагрузки, приходящейся на единицу объема тела. Примерами объемной нагрузки являются массовые силы: сила тяжести, сила инерции.
Действующие на анализируемую конструкцию силы подразделяются также на активные и реактивные (или реакции связей).

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 407;