4. Назовите внутренние силовые факторы, возникающие в поперечном сечении бруса при растяжении (сжатии).

При растяжении (сжатии) в поперечном сечении бруса возникает только один внут­ренний силовой фактор — продольная сила (N_z).

Сформулируйте закон Гука в современной форме при растяжении и сжатии.

В современной форме:

Получим зависимость

где Е — модуль упругости, ха­рактеризует жесткость материала.

Решите задачу: построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса.

F ₁ = 26 кН;

F₂ = 9 кН;

F₃ = 3 кН;

A₁ = 1,9 см²;

A₂ = 2,6 см².

Спроектируйте брус из условия прочности, если сечение – квадрат. Принять [σ] = 160 МПа.

5. Дайте определение механическому напряжению.

Величину интенсивности внутренних сил в точке поперечного сечения называют механическим напряжением. Напряжение харак­теризует величину внутренней силы, приходящейся на единицу пло­щади поперечного сечения.

Раскройте сущность метода сечений.

Метод сечений заключается в мысленном рассечении тела плоскостью и рассмотрении равновесия любой из отсеченных ча­стей.

Если все тело находится в равновесии, то и каждая его часть находится в равновесии под действием внешних и внутренних сил. Внутренние силы определяются из уравнений равновесия, состав­ленных для рассматриваемой части тела.

Решите задачу: построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса.

F ₁ = 14 кН;

F₂ = 16 кН;

F₃ = 10 кН;

A₁ = 2,1см²;

A₂ = 2,9 см².

Спроектируйте брус из условия прочности, если сечение – круг. Принять [σ] = 160 МПа.

6. Дайте определение виду нагружения растяжения или сжатия.

Растяжением или сжатием называют вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внут­ренний силовой фактор — продольная сила.

Объясните различие между предельным и допускаемым напряжениями.

Предельным напряжением считают напряжение, при котором в материале возникает опасное состояние (разрушение или опасная деформация).

Допускаемое напряжение — максимальное напряжение, при ко­тором материал должен нормально работать.

Решите задачу: построить эпюры продольных сил и нормальных напряжений по длине бруса.

F ₁ = 28 кН;

F₂ = 14 кН;

F₃ = 5 кН;

A₁ = 1,9 см²;

A₂ = 2,4 см².

Спроектируйте брус из условия прочности, если сечение – квадрат. Принять [σ] = 160 МПа.

7. Дайте определение понятию «деформация кручения».

Кручение круглого бруса происходит при нагружении его пара­ми сил с моментами в плоскостях, перпендикулярных продольной оси. При этом образующие бруса искривляются и разворачиваются на угол γ, называемый углом сдвига (угол поворота образующей). Поперечные сечения разворачиваются на угол φ, называемый углом закручивания (угол поворота сечения). Длина бруса и размеры поперечного сечения при кручении не изменяются.

Сформулируйте закон Гука при сдвиге.

При сдвиге выполняется закон Гука, который в данном случае записывается следующим образом:

Здесь τ — напряжение; G — модуль упругости сдвига; γ — угол сдвига.

Решите задачу: для заданного бруса круглого сечения построить эпюру крутящих моментов. Для материала бруса (Сталь 3) принять [τ] =

= 70 МПа.

а = b = c = 2,0 м; P₁ = 3,0 кВт; P₂ = 3,5 кВт; P₃ = 4,0 кВт

Спроектируйте вал из условия прочности.