
- •Лекция 1 Задачи сопротивления материалов. Растяжение и сжатие
- •1.1 Основные формы элементов конструкций
- •1.2 Основные виды деформаций
- •1.3 Основные гипотезы науки о сопротивлении материалов
- •1.4 Классификация внешних сил
- •1.5 Опоры и реакции
- •1.6 Внутренние силы. Метод сечений
- •1.7 Напряжение
- •1.8 Растяжение и сжатие
- •1.9 Нормальные напряжения. Условие прочности
- •1.10 Основные типы расчетов на прочность
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 2 Опытное изучение механических свойств материалов
- •2.1 Опытное изучение свойств материалов при одноосном растяжении
- •2.2 Диаграмма растяжения стали марки Ст3
- •2.3 Наклеп
- •2.4 Диаграммы растяжения других конструкционных материалов
- •2.5 Испытание конструкционных материалов на сжатие
- •2.6 Определение твердости
- •Твердости по Виккерсу
- •2.7 Деформации при растяжении (сжатии)
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 3 Геометрические характеристики плоских сечений
- •3.1 Статические моменты сечений
- •3.2 Моменты инерции сечений
- •3.3 Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей
- •3.4 Моменты инерции простых сечений
- •3.4.1 Прямоугольник
- •3.4.2 Треугольник
- •3 .4.3 Круг
- •3.4.4 Кольцо
- •3.5 Изменение моментов инерции при
- •3.6 Главные оси и главные моменты инерции
- •3.7 Понятие о радиусе инерции
- •3.8 Моменты сопротивления площади
- •3.9 Моменты инерции сечений сложной формы
- •3 .10 Стандартные прокатные профили
- •4.2 Закон парности касательных напряжений. Главные площадки и главные напряжения
- •4.3 Линейное напряженное состояние Линейным или одноосным называется напряженное состояние, при котором два из трех главных напряжений равны нулю (рис. 4.2, в).
- •4.4 Плоское напряженное состояние
- •4.5 Объемное напряженное состояние
- •5.1 Первая гипотеза прочности: гипотеза наибольших нормальных
- •5.2 Вторая гипотеза прочности: гипотеза наибольших удлинений
- •5.3 Третья гипотеза прочности: гипотеза наибольших касательных
- •5.4 Четвертая гипотеза прочности: гипотеза потенциальной энергии
- •5.5 Определение внутренних сил, напряжений и деформаций при сдвиге
- •5.6 Анализ напряженного состояния при сдвиге
- •5 Рисунок 5.6 Соединение двух листов заклепками .7 Расчет на прочность
- •5.8 Примеры расчета
- •5.8.1 Расчет заклепочного соединения
- •5.8.2 Расчет болтового соединения
- •5.8.3 Расчет сварного соединения
- •5.8.4 Конструирование болта
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 6 Кручение
- •6.1 Напряжения в поперечном сечении
- •6.2 Условие прочности при кручении вала
- •6.3 Деформации при кручении и условие жесткости
- •6.4 Определение крутящего момента и построение эпюр крутящих моментов
- •6.5 Расчет винтовых цилиндрических пружин с небольшим шагом
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 7 Плоский изгиб: напряжения и прочность при изгибе
- •7.1 Напряжение при чистом изгибе
- •7.2 Условие прочности при изгибе
- •7.3 Напряжения при поперечном изгибе
- •7.4 Полная проверка прочности балки
- •7.5 Рациональные формы сечений балок
- •7.6. Перемещения при плоском изгибе
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 8 Плоский изгиб: построение эпюр поперечной силы и изгибающего момента
- •8.1. Построение эпюр поперечной силы и изгибающего момента
- •8.2 Правила проверки эпюр
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 9 Сложное сопротивление
- •9.1 Сложный и косой изгиб
- •9.2 Внецентренное растяжение (сжатие) прямого бруса
- •9.3 Изгиб с кручением
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 10 Устойчивость сжатых стержней: Продольный изгиб
- •10.1 Устойчивое и неустойчивое упругое равновесие
- •10.2 Формула Эйлера
- •10.3 Влияние способов закрепления концов стержня на критическую силу
- •10.4 Пределы применимости формулы Эйлера
- •10.5 Расчеты на устойчивость при помощи коэффициентов уменьшения основного допускаемого напряжения
- •10.6 Рациональные формы сечений стержней
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 11 Динамическое нагружение
- •11.1 Понятие о динамическом действии нагрузки
- •11.2 Удар
- •11.3 Механические свойства материалов при ударе
- •11.4 Напряжения, изменяющиеся во времени. Явление усталости материалов
- •11.5 Влияние конструктивно-технологических факторов на предел усталости
- •11.5.1 Влияние концентрации напряжений
- •11.5.2 Влияние размеров (масштабный фактор)
- •11.5.3 Влияние состояния поверхности
- •11.5.4 Влияние пауз
- •11.5.5 Влияние температуры
- •11.6 Практические меры повышения сопротивления усталости
- •Вопросы для самопроверки
- •Лекция 12 Расчет на прочность при колебаниях
- •12.1 Основные понятия
- •12.2 Жесткость системы (коэффициент упругого сопротивления)
- •12.3 Жесткость системы при параллельном соединении упругих
- •12.4 Жесткость системы при последовательном соединении упругих
- •12.5 Свободные колебания систем с одной степенью свободы.
- •12.6 Логарифмический декремент затухания
- •12.7 Коэффициент динамичности
- •12.8 Виброактивность и виброзащита
- •Вопросы для самопроверки
ГОУ ВПО ЧГУ Инженерно-технический институт кафедра химических технологий и оборудования
Стр.
Лекция 1 Задачи сопротивления материалов. Растяжение и сжатие
Основные формы элементов конструкций; основные виды деформаций; основные гипотезы науки о сопротивлении материалов; классификация внешних сил; опоры и реакции; внутренние силы; метод сечений; напряжение; растяжение и сжатие; нормальные напряжения; условие прочности
Возведение сооружений и строительство машин (которые далее будем называть конструкциями) начинается с составления проекта, в котором определяют форму, размеры и материал конструкции. Каждая конструкция состоит из отдельных деталей, взаимно соединенных между собой. Эти детали будем называть элементами конструкций. В процессе эксплуатации элементы в той или иной степени участвуют в работе и подвергаются действию различных внешних факторов: нагрузок, изменений температуры, и т.п.
Под влиянием внешних сил элементы конструкций изменяют свою первоначальную геометрическую форму, объем и размеры. Такое изменение называют деформацией.
Величина деформации может при определенных условиях нарушить нормальную работу конструкции и даже оказаться опасной для целости того или иного элемента.
Для обеспечения нормальной и безопасной работы конструкция должна удовлетворять условиям прочности, жесткости, устойчивости и надежности.
Прочность – это способность конструкции выдерживать заданную нагрузку, не разрушаясь.
Жесткость – способность конструкции под действием внешних сил сопротивляться возникновению деформации.
Устойчивость – свойство системы сохранять свое начальное равновесие при внешних воздействиях.
Надежность – свойство конструкции выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени.
Таким образом, основная задача сопротивления материалов состоит в разработке инженерных методов конструирования и расчета наиболее типичных элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при заданной долговечности, одновременно обеспечивающих экономичность.
Сопротивление материалов – наука, в которой изложены принципы и методы расчета элементов конструкций на прочность, жесткость, устойчивость и надежность.
1.1 Основные формы элементов конструкций
При всем разнообразии видов элементов конструкций их можно свести к сравнительно небольшому числу основных форм.
Стержень или брус – тело, у которого один размер (длина) значительно превышает два других (поперечных) размера (рис. 1.1).
В машиностроении встречаются стержни: прямолинейные (рис. 1.1, а) и криволинейные (рис. 1, б); постоянного (рис. 1.1, а, г) и переменного (рис. 1.1, в) сечения.
С
Рисунок
1.1
Оболочка представляет собой тело, ограниченное криволинейными поверхностями, расположенными на близком расстоянии друг от друга.
Поверхность, которая делит толщину оболочки на равные части, называется срединной. По форме срединной поверхности различают оболочки цилиндрические (рис. 1.2, а), конические (рис. 1.2, б), сферические (рис. 1.2, в) и др. К оболочкам относятся неплоские стенки тонкостенных резервуаров, котлов, купола зданий и т.д.
Если срединная поверхность представляет собой плоскость, то расчетный объект называют пластинкой (рис. 1.2, г). Встречаются пластинки круглые (рис. 1.2, д), прямоугольные (рис. 1.2, г) и других очертаний. К пластинкам могут быть отнесены плоские днища и крышки резервуаров, перекрытия инженерных сооружений, диски турбомашин и т.п.
Рисунок 1.2
Тела, у которых все три размера одного порядка, называют массивными телами. К ним относятся фундаменты сооружений, подпорные стенки и т.п.