- •Раздел 2. Конспект лекций по курсу «инженерная механика 1»:
- •Часть 1 «статика» Лекция 1. Тема 1. Предмет «Инженерная механика 1». Введение в статику
- •1.1. Вводные положения по курсу «Инженерная механика». Структура курса «Инженерная механика 1»
- •1.2. Введение в статику. Основные понятия, определения и задачи статики.
- •1.3. Аксиомы статики
- •Глоссарий
- •2.1. Основные виды связей твердых тел и их реакции.
- •И цилиндрический шарнир (шнпо)
- •Или шарнирно-подвижной опоры (шпо) тела 1 с «землей»
- •2.2. Наиболее употребляемые схемы опорных закреплений стержневых элементов плоских конструкций.
- •3.1. Момент силы относительно точки.
- •3.2. Момент силы относительно оси
- •Осей координат
- •3.3. Элементарная теория пар сил
- •Лекция 4. Тема 4. Основные теоремы и методы статики. Условия равновесия произвольной системы сил
- •4.1. Метод Пуансо (о параллельном переносе силы)
- •Б) добавление уравновешенной системы сил; в) эквивалентная система
- •4.2. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей системы сходящихся сил
- •Сходящихся сил
- •4.3. Приведение системы сил к заданному центру
- •А) исходная система сил; б) после переноса силовых факторов в точку о; в) эквивалентная система с главным вектором и главным моментом
- •4.4. Общее и аналитические условия равновесия произвольной системы сил (плоской и пространственной)
- •Часть 2 «Сопротивление материалов»
- •5.1. Общие вводные положения курса «Сопротивление материалов», значение его изучения для технических специалистов (инженеров), основные термины и определения
- •5.2. Общая классификация элементов конструкций.
- •5.3. Классификация внешних нагрузок, действующих на элементы конструкций.
- •6.1. Внутренние усилия в стержнях при центральном растяжении-сжатии, применение метода сечений.
- •6.2. Эпюры внутренних усилий при центральном растяжении-сжатии стержней.
- •6.3. Деформации, закон Гука при центральном растяжении-сжатии стержней
- •6.4. Механические характеристики сопротивления материалов при центральном растяжении и сжатии
- •1) Общие положения
- •2) Диаграммы растяжения упруго-пластических материалов
- •При однократном нагружении до разрушения а); при повторном нагружении после разгрузки от напряжения σ4 б)
- •3) Диаграммы растяжения хрупких материалов
- •Сжатия древесины
- •4) Диаграммы сжатия материалов
- •5) Диаграммы сжатия древесины
- •6.5. Выбор основных допускаемых напряжений (расчетных сопротивлений) для расчетов на прочность стержней
- •6.6. Условия статической прочности стержней при центральном растяжении и сжатии
- •6.7. Условия жесткости стержней при центральном растяжении и сжатии
- •6.8. Понятие о статически неопределимых системах и методах их расчетов
- •Б) эквивалентная схема с освобождением от опорных связей
- •6.9. Основы теории напряженного состояния. Внутренние усилия и напряжения в косых сечениях при одноосном растяжении-сжатии стержней
- •6.10. Главные площадки и главные напряжения, экстремальные касательные напряжения
- •6.11. Закон парности (взаимности) касательных напряжений.
- •6.12. Двухосное (плоское) напряженное состояние
- •Б) с ориентацией в координатах главных осей 1-2; в) с дополнительным косым сечением под углом α
- •6.13. Понятие о трехосном (объемном) напряженном состоянии
- •Положение площадок; б) положение главных площадок
- •6.14. Обобщенный закон Гука
- •Лекция 10. Тема 7. «Геометрические характеристики поперечных сечений элементов конструкций»
- •7.1. Площади поперечных сечений элементов конструкций
- •И моментов инерции площадей фигур б)
- •7.2. Статические моменты площади. Определение центра тяжести
- •Расчленяющейся на два прямоугольника с площадями а1 и а2
- •7.3. Моменты инерции площадей плоских фигур (поперечных сечений элементов конструкций)
- •7.4. Формулы преобразования моментов инерции при параллельном переносе осей.
- •Относительно параллельно смещенных осей
- •7.5. Значения моментов инерции некоторых простейших фигур относительно различных осей.
- •Центральных осей ху и параллельно смещенных осей х1у1
- •7.6. Главные оси и главные моменты инерции площадей плоских фигур.
- •7.7. Понятия о радиусах инерции плоских фигур.
- •Лекция 11. Тема 8. «Плоский изгиб статически определимых стержней (балок)»
- •8.1. Общие положения об изгибаемых стержнях (балках), сущность деформации плоского изгиба.
- •Эпюра q 20
- •8.2. Применение метода сечений для определения всф и построения эпюр всф для балок, правило знаков.
- •Лекция 12. Тема 8. «Плоский изгиб статически определимых стержней (балок)»
- •8.3. Нормальные напряжения в поперечных сечениях стержней (балок) при изгибе
- •8.4. Касательные напряжения в поперечных сечениях стержней (балок) при изгибе
- •Лекция 13. Тема 8. «Плоский изгиб статически определимых стержней (балок)»
- •8.5. Основное условие статической прочности изгибаемых стержней
- •8.6. Дополнительные проверочные условия статической прочности изгибаемых стержней
- •Лекция 14. Тема 8. «Плоский изгиб статически определимых стержней (балок)»
- •8.7. Перемещения сечений при деформациях изгибаемых стержней
- •8.8. Условия жесткости изгибаемых стержней
- •Лекция 15. Тема 9. «Устойчивость центрально сжатых стержней»
- •8.9. Определение критической силы центрально сжатого стержня при упругой потере устойчивости
- •8.10. Определение критической силы центрально сжатого стержня при неупругой потере устойчивости
- •8.11. Условие устойчивости центрально сжатого стержня
Глоссарий
Инженерлiқ механика |
Инженерная механика |
mechanical engineer |
Теориялық механика |
Теоретическая механика |
Theoretical mechanics |
Материалдар кедергiсi |
Сопротивление материалов |
strength of materials |
Статика |
Статика |
Static |
Күш |
Сила |
Force |
Күштiң әсер ету сызығы |
Линия действия силы |
Line of action |
Күштер жүйесi |
Система сил |
System of forces |
Сыртқы күш |
Внешняя сила |
External force |
Iшкi күш |
Внутренняя сила |
Internal force |
Тең әсер етушi күш |
Равнодействующая |
Resultant of system of forces |
Теңдестiрiлген күштер жүйесi |
Уравновешенная система сил |
Balanced system of forces |
Рекомендуемая литература
1. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики: Учеб для втузов. – М.: Высш. шк., 1986 (и последующие издания). – 416 с. (с. 5…15).
2. Молотников В.Я. Основы теоретической механики/Серия «Высшее образование». – Ростов н/Д: «Феникс», 2004. – 384 с. (с. 10…19).
Контрольные задания для СРС – с помощью учебной литературы расширить сведения по следующим вопросам:
1) основные понятия, определения и задачи статики;
2) аксиомы статики, поясните их рисунками;
3) выяснить, может ли одна и та же сила в одном случае быть внешней, а в другом случае внутренней?
4) изучите по учебнику теорему о трех силах ([1], с. 24);
5) три силы, действующие в одной плоскости на тело, находятся в равновесии; можно ли утверждать, что их линии действия пересекаются в одной точке?
6) можно ли утверждать обратное положение, что если линии действия трех сил, действующие в одной плоскости на тело, пересекаются в одной точке, то тело под действием этих сил находится в равновесии?
Лекция 2. Тема 2. Основные связи твердых тел, силы реакции связей
Цель лекции – ознакомить студентов с основными видами связей твердых тел, их схемами и силами реакций этих связей.
План лекции
Основные виды связей твердых тел и их реакции.
2. Наиболее употребляемые схемы опорных закреплений стержневых элементов плоских конструкций.
2.1. Основные виды связей твердых тел и их реакции.
Материальные тела, ограничивающие перемещение данного тела в пространстве, называют связями. Сила, с которой связь действует на тело, препятствуя его перемещениям, называется силой реакцией связи, или просто реакцией связи.
1) Гладкая
поверхность (плоскость). Реакции
и
связей (см. рисунок 6,а) в случае гладких
поверхностей взаимодействующих тел
направлены по общей нормали к поверхностям
связи и тела в точке их контакта и
приложены к соответствующим телам.
нить “нерастяжимая”
90о 1 (сила натяжения нити,
действующая на тело)
90о 2 по модулю N = F
тело (в равновесии)
(вес тела)
а) б)
Рисунок 6. Схемы связей: гладкая поверхность а) и нить б)
2) Гибкие связи (нити). Этим термином обозначают канаты, цепи, тросы, которые могут воспринимать только силы растяжения (см. рисунок 6,б), т. е. они являются односторонними связями. На рисунке 5,б вес тела уравновешен силой натяжения нити .
3) Цилиндрический шарнир (подшипник). Цилиндрический шарнир, изображаемый на расчетных схемах в виде небольшого полого кружка (см. рисунок 7), представляет собой цилиндрическую втулку, в которой находится ось вращения, проходящая через центр шарнира. Он не воспринимает осевой силы (вдоль оси вращения шарнира), его реакция может иметь любое направление в плоскости, перпендикулярной к оси вращения шарнира (т. е. в плоскости изображаемой расчетной схемы). Цилиндрический шарнир часто присоединяется к неподвижному телу, жестко связанному с «землей». Такую опорную связь плоского тела с «землей» в виде цилиндрического шарнира инженеры обычно называют шарнирно-неподвижной опорой (ШНПО). Тело 1 может только поворачиваться «без трения» относительно оси, проходящей через центр шарнира ШНПО.
(сила реакции
стержня 1-2)
2
1 (реакция ШНПО)
неподвижный
1 цилиндрический
(вес тела 1) шарнир (шарнирно-
неподвижная
опора тела 1)
Рисунок 7. Схемы связей: невесомый стержень 1-2
