Задача курса сопромата , реальный объект,расчетная схема
задачи курса сопромата: расчеты на прочность , жесткость, долговечность, устойчивость на стадии проектирования
реальный объект – сооружение, конструкция, техническая система, машина , механизм , элемент детали
расчетная схема – схема объекта нагруженная всеми заданными внешними и внутренними силами без учета второстепенных факторов
Классификация тел по геометрическим параметрам( стержень, пластина, оболочка)
Стержень (брус) – тело, длина которого намного превышает размеры его поперечного сечения.( Брусья бывают:(прямолинейные, криволинейные, с постоянным сечением, с переменным сечением, с комбинированным сечением) Примеры: балки, оси, валы, стержни, крюки, брусья, звенья цепей
Стержень – брус с прямолинейной осью
Стержень работающий на изгиб – балка работающая на кручение вала
Пластина – тело плоской формы, у которого длина a и ширина b больше по сравнению с толщиной h. Примеры: плоские днища и крышки резервуаров, перекрытия инженерных сооружений, диски турбомашин
Оболочка – тело, ограниченное двумя близко расположенными криволинейными поверхностями. Толщина оболочки мала по сравнению с другими габаритными размерами, радиусами кривизны ее поверхности. Оболочки бывают: тонкостенные, толстостенные По форме различают: цилиндрические, конические, сферические Примеры: резервуары для хранения нефтепродуктов и газа, трубопроводы, купола зданий, корпуса машин, самолетов, судов
Массивное тело (массив) – тело, у которого все размеры одного порядка.
Классификация внешних сил (нагрузок)
Сосредоточенная сила (кН) (силы, действующие на небольших участках поверхности детали, сосредоточенные ( в одной точке) [Н, кН, МН] в природе не существует таких сил.)
Нагрузка Распределенная по длине (Н/м)
Нагрузка распределенная по площади
Момент (кН*м)
Опоры (шарнирно подвижные, шарнирно неподвижные, реакция жесткой заделки)
По характеру изменения в процессе приложения :
Статические возрастающие от 0 до max медленно и остающиеся постоянными или меняющиеся во времени очень мало (центробежные силы ротора).
Динамические (удар) действуют в малый промежуток времени и придают системе ускорение (ударная нагрузка).
Повторнопеременные (циклические )
По продолжительности действия :
Постоянные
Временные
Объемные распределенные нагрузки (сила тяжести тела, силы инерции).
Основные определения :
Прочность – способность элементов сопротивляться разрушению под действием приложенных нагрузок т.е воспринимать из без разружения
Жесткость – способность твердых тел сопротивляться диформированию
Пластичность – способность тел обгаруживать остаточные диформации после снятия нагрузок
Устойчивость – способность конструкции и их элементов под действием нагрузок сохранять первоначальную форму упругого равновесия
Долговечность – свойство объекта сохранять работоспасобное состояние при установленной системе и ремонта
Основной показатель долговечности ресурса – продолжительность работ обьекта от ввода в эксплуатацию или его возобновления после ремонта до перехода в предельное состояние
Отказ – нарушение работоспособности конструкции.
Реальный объект - сооружение, конструкция, техническая система, машина, механизм или элемент детали.
Расчетная схема- схема объекта, нагруженная всеми заданными внешними и внутренними силами без учета второстепенных факторов
Перемещение
Перемещение — изменение положения точки тела в пространстве вследствие изменения его формы и размеров под действием нагрузки. Полное перемещение точки в пространстве раскладывается на компоненты u, v и w, параллельные осям x, y и z, соответственно.
Зная деформации тела во всех его точках и условия закрепления, можно определить перемещения всех точек тела после деформации.
Деформации( абсолютные и относительные , продольные поперечные)
Деформация – свойство тела менять свою форму и размеры под действием внешних сил.
- растяжение (вид продольной деформации стержня или бруса, возникающий в том случае, если нагрузка к нему прикладывается по его продольной оси (равнодействующая сил, воздействующих на него, нормальна поперечному сечению стержня и проходит через его центр масс); - сжатие; - сдвиг; - изгиб (вид деформации, при котором происходит искривление осей прямых брусьев или изменение кривизны осей кривых брусьев. Изгиб связан с возникновением в поперечных сечениях бруса изгибающих моментов. Прямой изгиб возникает в случае, когда изгибающий момент в данном поперечном сечении бруса действует в плоскости, проходящей через одну из главных центральных осей инерции этого сечения. В случае, когда плоскость действия изгибающего момента в данном поперечном сечении бруса не проходит ни через одну из главных осей инерции этого сечения, называется косым); - кручение (возникает в том случае, если нагрузка прикладывается к телу в виде пары сил (момента) в его поперечной плоскости, при этом в поперечных сечениях тела возникает только один внутренний силовой фактор - крутящий момент, на кручение работают пружины растяжения-сжатия и валы).
Кроме деформации в теле возникают силы, которые сопротивляются деформации и стремятся вернуть частицы в первоначальное положение, это внутренние силы или силы упругости.
Линейная деформация – изменение линейных размеров тела (удлинение, укорочение).
Угловая деформация – изменение угловых размеров.
Реальные тепа под воздействием внешних сил могут изменять свою форму и размеры, т.е. деформироваться
Абсолютная деформация выражает абсолютное изменение какого-либо линейного или углового размера, площади сечения или участка граничной поверхности элемента, выделенного в деформируемом теле, или всего тела.
Относительная деформация характеризует относительное изменение тех же величин. Обычно относительную деформацию определяют как отношение абсолютного изменения какого-либо размера к его первоначальному значению.
Продольная деформация – это безразмерная величина. (При растяжении продольная деформация считается положительной, а при сжатии – отрицательной.)
Модуль отношения поперечной деформации к продольной, называемый коэффициентом Пуассона
Типы деформаций
1. Растяжение или сжатие (работа цепей, канатов, стержней, колонн)
2. Срез, смятие (болты, заклепки)
3. Кручение (работа валов)
4. Изгиб (работа балок)
5. Сложные деформации