Воронеж 2006
Прикладная механика Учебное пособие
ГОУВПО
«Воронежский государственный технический университет»
Воронеж 2006
Прикладная механика
Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
УДК 531.8 – 621.01
Рукин Ю.Б., Нилов В.А., Жилин Р.А. Прикладная механика: Учеб.пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2006. 228 с.
В учебном пособии рассматриваются основные вопросы дисциплин, входящих в курс «Механика»: «Теоретическая механика», «Теория механизмов и машин», «Сопротивление материалов» и «Детали машин».
Учебное пособие предназначено для студентов специальности 230104 «Системы автоматизированного проектирования». Издание соответствует требования Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению «Информатика и вычислительная техника», специальности «Системы автоматизированного проектирования», утвержденного в 2000 г.
Учебное пособие подготовлено на магнитном носителе в текстовом редакторе MS WORD 2000 и содержится в файле МЕХАНИКА АМ 06.doc.
Ил. 132. Библиогр.: 11 назв.
Научный редактор д-р физ.-мат. наук, проф. В.Н.Нечаев
Рецензенты: кафедра дорожных и строительных машин ВГАСУ (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. П.И.Никулин); канд. техн. наук, доц. Б.Б. Еськов
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
Рукин Ю.Б., Нилов
В.А., Жилин Р.А, 2006
Оформление.
ГОУВПО «Воронежский государственный
технический университет», 2006
Введение
Предмет «Механика» состоит из четырех разделов: «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Теория механизмов и машин» и «Детали машин».
Теоретическая механика – наука о наиболее общих законах механического движения материи. Изучая механические движения, происходящие в пространстве и во времени, теоретическая механика широко применяет математические методы исследования, методы абстракции, обобщения, методы формальной логики.
Теоретическая механика делится на три отдельные части: статику, кинематику и динамику [1, 5].
Статикой в теоретической механике обычно называют ту ее часть, которая занимается изучением законов равновесия материальных тел.
Кинематика изучает чисто геометрические формы механических движений материи без выяснения условий и причин, вызывающих эти движения.
Динамика является наиболее широкой ветвью теоретической механики, изучающей движение в зависимости от физических факторов, обусловливающих его.
1.Основные понятия и аксиомы статики твердого тела
1.1.Основные понятия и определения
Объектом изучения теоретической механики служат не реально существующие тела, а наделенные идеальными свойствами их абстрактные образы (модели) – материальная точка и абсолютно твердое тело.
Материальной точкой называют геометрическую точку, обладающую массой. Так, при решении некоторых задач механики формой и размерами реальных тел пренебрегают, считая их материальными точками.
Абсолютно твердым телом называют такое материальное тело, в котором расстояние между любыми двумя точками всегда остается неизменным.
Способность тел сопротивляться изменению их формы и размеров называется жесткостью. Следовательно, тела с абсолютно неизменяемыми размерами и формой следует считать не только абсолютно твердыми, но и абсолютно жесткими. Любое абсолютно твердое тело рассматривают как систему материальных точек, неизменно связанных между собой.
Материальные тела находятся друг с другом во взаимодействии.
Мера механического действия одного материального тела на другое называется силой. Сила – величина векторная, она определяется, во-первых, числовым значением (модулем), во-вторых, точкой приложения (местом контакта взаимодействующих тел) и, в-третьих, направлением действия.
Численно равные силы, но приложенные к телу в разных точках и различным образом направленные, производят на тело не одинаковое по своим последствиям действие.
В Международной системе единиц (СИ) сила выражается в ньютонах (Н). Как всякий вектор, силу можно изобразить графически в виде направленного отрезка (рис. 1.1).
Рис. 1.1
Обычно начало или конец вектора совпадает с точкой приложения силы; прямая, вдоль которой направлен вектор, изображающий силу, называется линией действия силы; стрелка на конце вектора показывает, в какую сторону действует сила.
Несколько сил, действующих на какое-либо твердое тело, называются системой сил. Различные системы сил, производящие на твердое тело одинаковое механическое действие, называются эквивалентными. Если систему сил, приложенных к твердому телу, заменить иной, но эквивалентной системой, то механическое состояние тела не нарушится. Сила, эквивалентная данной системе сил, называется ее равнодействующей.
Силы, действующие на твердое тело со стороны других тел, называются внешними. Силы, действующие на материальные точки твердого тела со стороны других точек того же тела, называются внутренними.