1. Понятие устройство, функциональная группа и установка

Устро́йство — искусственный объект, имеющий внутреннюю структуру, созданный для выполнения определённых функций, обычно в области техники(техническое устройство).

Функциональная группа — структурный фрагмент органической молекулы (некоторая группа атомов), определяющий её химические свойства. Старшая функциональная группа соединения является критерием его отнесения к тому или иному классу органических соединений.

Функциональные группы, входящие в состав различных молекул, обычно ведут себя одинаково в одной и той же химической реакции, хотя их химическая активность может быть различной.

Установка это часть операции, выполняемая над предметом труда при его креплении на обрабатывающем оборудовании.

2. Основные виды деформаций

Деформация растяжения возникает тогда, когда на стержень или трос действуют внешние силы, приложенные к их концам, направленные в разные стороны и совпадающие с продольной осью этих тел.

При этом наблюдается не только удлинение тела, но и уменьшение площади его поперечного сечения. Это и показано на модели тела, изображенной в верхней части таблицы.

Деформация сжатия наблюдается в стержнях отно­сительно коротких под действием внешних сил, направ­ленных навстречу друг другу. Этот вид деформации не­возможен в тросах и стержнях относительно длинных. В длинных стержнях может возникнуть явление про­дольного изгиба тела или иного вида в зависимости от способа крепления стержня. При продольном изгибе возможно и частичное сжатие.

Сжатие или любой другой вид деформации может иметь место под действием как статической, так и дина­мической нагрузки. В левой части таблицы показано сжатие короткого стержня гвоздя под ударом молотка. Если же стержень гвоздя будет достаточно длинным, то под действием продольной силы со стороны молотка гвоздь может согнуться, т. е. произойдет продольный из­гиб гвоздя. Этот вид деформации в школьном курсе фи­зики не рассматривается.

Деформация сдвига возникает тогда, когда на тело, например брусок, действует сила параллельно основа­нию. В этом случае происходит смещение горизонталь­ных слоев в теле относительно друг друга без изменения их размеров.

Отрезок, на который сместился верхний слой тела толщиной х, называют абсолютным сдвигом ?x, угол ? — углом сдвига. При малом угле сдвига (если угол ? выражен в радианах):

 

==

поэтому угол ? часто называют относительным сдвигом. Деформации сдвига подвержены болтовые, заклепоч­ные и шпоночные соединения деталей. Этот вид дефор­мации наблюдается также в местах крепления балок, в шлицевых соединениях и т. д.; в элементах бытовых конструкций: стульях, столах и прочей мебели. В ниж­ней части таблицы показана деформация сдвига на при­мере одной ступеньки деревянной лестницы и штыревое соединение двух деталей, которое применяется при креплении автомобильных и тракторных прицепов.

Следует иметь в виду, что в конструкциях этого вида деформации не бывает в чистом виде. Например, в за­клепочном соединении пренебрегают изгибом и растя­жением стержня заклепки.

Деформации, представленные на второй таблице, не являются самостоятельным видом деформаций, так как они сводятся к двум наиболее простым — растяжению (сжатию) и сдвигу.

Деформация изгиба возникает тогда, когда на балку, установленную на опорах, действуют поперечные силы (направлены перпендикулярно детали) и вызывают из­гиб, получивший название поперечного. Поперечному изгибу подвергаются фермы мостов, балки перекрытий в зданиях, а также доски пешеходных мостиков и т. д.

Рассмотрим поперечный изгиб на модели, изображен­ной в верхней части таблицы. Представим себе балку, со­стоящую из продольных горизонтальных слоев. При из­гибе балки ее слои с выпуклой стороны растягиваются, а с вогнутой — сжимаются. Средний слой деформации не подвергается, его называют нейтральным. Наибольшему растяжению и сжатию подвергаются крайние слои. По­этому для уменьшения изгиба балки следует металл рас­пределять на верхней и нижней границах балки. В плос­кости нейтрального слоя толщина металла может быть небольшой. Этим объясняется создание двутавровых ба­лок. Если балка должна оказывать по всем направлени­ям одинаковое сопротивление изгибу, то наиболее выгод­ной будет трубчатая форма балки.

Рамы велосипедов и мотоциклов, фабричные трубы, стебли многих растений и кости животных имеют труб­чатую форму.

Деформация кручения сопровождается поворотом поперечных сечений стержня вокруг его оси. Такая де­формация имеет место в том случае, когда к концам стержня приложены пары сил, действующих в плоскос­тях концевых поперечных сечений и имеющих равные моменты. Моменты этих пар называют крутящими мо­ментами.

Деформацию скрученного стержня можно предста­вить как результат поворота сечений. Угол поворота ф одного сечения относительно другого, находящегося от него на расстоянии l₀, называется углом закручивания стержня длиной l₀. Угол закручивания, отнесенный к единице длины стержня, называется относительным уг­лом закручивания:

 В средней части таблицы на модели показаны дейст­вующие силы и относительный поворот сечений (слоев) стержня при его закручивании. Деформация кручения в быту показана на примере работы стержня отвертки, а в технике — на примере работы сверла и шпинделя ручной дрели.

Срез — предельный случай сдвига, когда силы упру­гости не могут уравновесить внешних сил. Примером сре­за в технике может служить разрушение заклепочных и болтовых соединений, в которых внешние силы действу­ют перпендикулярно оси болтов и заклепок, а также на примере штамповки деталей. На явлении среза основана работа режущего инструмента, в частности ножниц.