Тема 2.2 Растяжение и сжатие

Студент должен:

иметь представление:

—о продольных силах

—о нормальных напряжениях в поперечных сечениях;

—о продольных и поперечных деформациях и их связи;

—о жесткости сечения;

—о механических свойствах и механических характеристиках материалов;

—о предельных и допускаемых напряжениях, о коэффициенте запаса прочности;

—о влиянии собственного веса бруса;

—о статически неопределимых системах с элементами, работающими на растяжение или сжатие;

—о температурных напряжениях;

знать :

—правила построения эпюр продольных сил и нормальных напряжений; —закон распределения нормальных напряжений в поперечном сечении бруса;

—закон Гука;

—зависимости и формулы для расчета напряжений и перемещений;

—диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов;

—порядок расчетов на прочность при растяжении и сжатии; уметь:

—проводить испытания материалов на статическое растяжение и сжатие;

—строить эпюры продольных сил и нормальных напряжений;

—проводить расчеты на прочность и жесткость статически определимых брусьев при растяжении и сжатии.

Внутренние силовые факторы при растяжении и сжатии. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Определение осевых перемещений поперечных сечений бруса.

Испытание материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении. Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов. Механические характеристики материалов.

Напряжения предельные, допускаемые и расчетные. Коэффициент запаса прочности. Условие прочности, расчеты на прочность. Статически неопределимые системы.

Литература 1, с. 219...244; 2, с. 24... 103

Практические занятия №3

Лабораторная работа №2, №3

Методические указания

Когда к стержню приложены по концам две равные противоположно направленные силы, действующие по его оси, в стержне возникает деформация растяжения или сжатия. Собственный вес стержня в большинстве случаев невелик по сравнению с действующими на него силами и им можно пренебречь при определении напряжений и деформаций.

Следует обратить особое внимание на гипотезу плоских сечений, которая справедлива и при других видах нагружения бруса. При растяжении или сжатии напряжения распределяются по поперечному сечению равномерно, геометрической характеристикой прочности и жесткости сечения является его площадь, форма сечения значения не имеет, все точки сечения равноопасны. Достаточное внимание следует уделить и вопросу испытания материалов, основным механическим характеристикам прочности материала, предельным и допускаемым напряжениям.

Допускаемые напряжения назначаются на основе результатов механических испытаний образцов соответствующих материалов. Применяемые в настоящее время методы механических испытаний материалов весьма многообразны. По характеру приложения внешних сил они разделяются на статические, динамические (или испытания ударной нагрузкой) и испытания на выносливость (нагрузкой, вызывающей напряжения, переменные во времени).

Испытания материалов можно классифицировать также по видам деформации. Различают испытания образцов на растяжение, сжатие, срез, кручение и изгиб. Наиболее широко применяют статические испытания материалов на растяжение. Объясняется это тем, что механические характеристики, получаемые при испытании на растяжение, позволяют сравнительно точно определять поведение материала при других видах деформации. Кроме того, этот вид испытаний наиболее легко осуществить.