Вопрос 1 «Предмет и задачи курса»

"Механика материалов и конструкций" - это наука о свойствах конструкционных материалов, определяющих их способность сопро­тивляться действию эксплуатационных нагрузок, и инженерных ме­тодах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов машин и сооружений.

Объектом изучения ММиК является деформирование твердых тел.

Вопрос 2 « Объект изучения мМиК. Геометрическая классификация твердых тел»

Твердые тела в зависимости от соотношения делятся на:

*Массивы – твердые тела у которых все 3 размера одного порядка

*пластины – твердые тела у которых один размер меньше двух других

* оболочки – твердые тела, пластины имеющие привязку в одном или двух направлениях

* брус – твердое тело у которого один размер намного больше двух других.

Вопрос 3 «Основные допущения о свойствах материала»

1) Материал однороден, т. е. его свойства не зависят от размеров выделенного из тела объема. В действительности однородных материалов в природе нет. Например, структура металлов состоит из множества хаотически расположенных микроскопически мелких кристаллов (зерен). Размеры же рассчитываемых элементов конструкций, как правило, неизмеримо превышают размеры кристаллов, поэтому допущение об однородности материала здесь полностью применимо.

2) Материал представляет собой сплошную среду и непрерывно заполняет весь предоставленный ему объем. Это допущение вытекает непосредственно из первого - об однородности материала - и позволяет применять математический анализ.

3) Материал изотропен, т. е. физико-механические свойства одинаковы по всем направлениям. Таким образом, выделенный из сплошной среды элемент не зависит от ориентации относительно выбранной системы координат. Металлы благодаря своей мелкозернистой структуре считаются изотропными. Но есть много неизотропных - анизотропных - материалов. К ним относятся древесина, ткани, фанера, многие пластмассы. Однако в сопротив-лении материалов рассматриваются в основном материалы изотропные.

4) Материал в определенных пределах нагружения тела обладает идеальной упругостью, т. е. после снятия нагрузки тело полностью восстанавливает первоначальные формы и размеры.

Вопрос 4 «Связи и опоры. Типы опор. Обозначения. Определение реакций.»

1. Шарнирно-подвижная опора изображается так, какпоказано на рис. Она препятствует перемещению точкипо линии действия связи. Реакция RА всегда направленапо линии действия связи.

2. Шарнирно-неподвижная опора (рис.) препятствует линейным смещениям точки.

3. Скользящая заделка (рис.) ограничивает возможность углового и одного из линейных перемещений, но до-

пускает перемещение вдоль оси.

4. Жёсткая заделка (рис. 1.5) препятствует как линейным, так и угловому смещениям.

Вопрос 5 « Нагрузки. Виды, обозначение, размерность.»

Механические нагрузки, а также опорные реакции относятся к внешним силам. По скорости нагружения их делят на статические, т. е. изменяющиеся достаточно медленно и не вызывающие появления заметных сил инерции, и динамические, при которых силами инерции пренебречь нельзя. По времени действия нагрузки подразделяют на кратковременные и длительные; по периодичности воздействия на однократные и циклические.Модель нагружения включает в себя также понятие объемных сил действующих на каждую частицу тела, и поверхностных сил – распределенных по некоторой площади. К объемным воздействиям можно отнести силовые поля электромагнитное и гравитационное, а также силы инерции. Поверхностные силы при выборе расчетной схемы упрощают и в зависимости от размеров площади нагружения подразделяются следующим образом:

Нагрузка, распределённая по поверхности

p – давление.

Размерность давления H/м2

или Па (Паскаль).

Нагрузка, распределённая по длине (погонная)

q – интенсивность нагрузки.

Размерность интенсивности

Н/м.

Пример – погонный вес

конструкции.

Распределённая по длине па-

ра сил.

m – интенсивность момента.

Размерность H·м/м.

Пример – момент трения

в подшипнике скольжения.

Сосредоточенная нагрузка. Если площадь, на которой действует поверхностная нагрузка, мала по сравнению с площадью поверхности всего тела, ее мысленно стягивают в точку, а действие самой нагрузки заменяют ее равнодействующей. В таком случае говорят о сосредоточенных силах F и сосредоточенных моментах M, которые измеряются соответственно в ньютонах (Н) и ньютонах умноженных на метр (Н·м).

Д еление нагрузок носит достаточно условный характер и позволяет в зависимости от требуемой точности расчетов заменять одни нагрузки другими, эквивалентными им статически, например, силы веса – приложенными к оси стержня погонными и т.п. Многочисленные расчеты и эксперименты показывают, что действительный характер распределения нагрузки сказывается лишь в довольно небольшой окрестности места ее приложения (на рис. 1.6 эта область заштрихована).

З а пределами этой области замена нагрузки ее равнодействующей не вносит существенной погрешности. Высказанное правило носит название принципа Сен-Венана, широкое использование которого в курсе сопротивления материалов позволяет существенно упрощать расчеты, не заостряявнимание на точных законах приложения нагрузки. Подчеркнем, что принцип Сен-Венана позволяет проводить замену нагрузки на статически эквивалентную ей только в локальной, т. е. небольшой по сравнению с размером всей конструкции, области.