1.Основные положения науки о сопротивлении материалов.

Цель курса сопротивления материалов - дать общие понятия об элементах, применяемых в машиностроительных и строительных конструкциях, о современных элементах расчета этих элементов на прочность, жесткость и устойчивость, научить будущего специалиста инженерному мышлению, пониманию особенностей выбора оптимальных конструктивных решений и объективной оценке условий работы элементов конструкций в процессе эксплуатации.  Сопротивлением материалов называют науку об инженерных методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов сооружений и машин. Для успешного изучения сопротивления материалов необходимы знания теоретической механики, математики и физики. В качестве основных положений сопротивления материалов используются законы и теоремы общей механики, в первую очередь, законы статики, которые необходимо знать и помнить. В теоретической механике при рассмотрении ряда вопросов полагают, что тела не изменяют своей формы под действием сил, каковы бы эти силы не были по величине. То есть мы считаем тело абсолютно жестким. Такой подход позволяет вполне удовлетворительно решать большое число вопросов, касающихся равновесия и движения реальных тел. Переходя же к практической реализации рассматреваемой конструкции (от схемы к телу) мы неизбежно должны решить две задачи:  1. Из каких материалов следует сделать элементы конструкции. 2. Какие размеры поперечного сечения следует назначить каждому элементу конструкции, чтобы он мог успешно воспринимать действие внешних сил, так как опыт показывает, что даже материалы, обладающие значительным сцеплением своих частиц, могут быть разорваны, раздавлены и т. д., если приложенные силы достигнут некоторых предельных значений. Другими словами, возникает вопрос об обеспечении прочности конструкции и ее элементов. На этот вопрос статика бессильна дать ответ и эту задачу решают методы и приемы сопротивления материалов. Обращаясь к опыту, мы прежде всего обнаружим, что всякая внешняя сила, которую в дальнейшем мы будем называть нагрузкой, приложенная к телу, даже весьма малая по величине, производит изменение его формы, являющейся результатом перемещения его частиц под действием нагрузки. В связи с этим в отличии от теоретической механики сопротивление материалов рассматривает задачи, в которых наиболее существенными являются свойства деформируемых тел. В то же время следствие общности основных положений, сопротивление материалов может рассматриваться как раздел механики, который называется механикой деформируемых тел. К механике деформируемых тел относятся и другие дисциплины, такие, как математическая теория упругости, где рассматриваются, по существу те же вопросы, только математическая теория упругости изучает поведение деформируемых тел в более точной постановке. Это приводит к необходимости использовать сложный математический аппарат и при решении практических задач производить громоздкие вычислительные операции. В процессе эксплуатации конструкций и машин их элементы подвергаются внешнему воздействию различных нагрузок. Для обеспечения надежной работы конструкции ее элементы должны обладать достаточной прочностью, жесткостью и устойчивостью при наименьших затратах материала, а, cледовательно, и наименьшей стоимости. Прочность - способность конструкции и ее элементов выдерживать нормативные нагрузки, не разрушаясь. Жесткость - способность конструкции и ее элементов работать в условиях нормальной эксплуатации таким образом, чтобы изменение формы и размеров не привышали заданных величин. Устойчивость - способность конструкции и ее элементов сохранять первоначальную форму или находиться в состоянии устойчивого равновесия.