Лекция 1
Базовые понятия сопротивления материалов
Учебные вопросы:
1. ЗАДАЧИ и гипотезы СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ
2. МЕТОД СЕЧЕНИЙ
3.
напряжения
и
деформации
4. УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ
5.Типы задач сопротивления материалов
1. ЗАДАЧИ и гипотезы СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ
Сопротивление материалов — это наука об инженерных методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций.
Любая машина или постройка представляет собой более или менее сложную материальную конструкцию, которая, сохраняя форму и размеры отдельных элементов, должна выдерживать определенные, иногда очень значительные, нагрузки. В теоретической механике при определении реакций опор не возникало проблемы сохранения формы и размеров рассматриваемых в задачах элементов конструкций, так как они считались абсолютно твердыми - неизменяемыми. На самом деле под действием внешних сил все твердые материальные тела деформируются, т. е. их форма и размеры изменяются.
Одним из основных понятий сопротивления материалов является понятие о деформации тела при различных внешних воздействиях. Деформация твердого тела связана с изменением его размеров и формы. Например, стержень под действием растягивающих сил удлиняется, балка, нагруженная поперечной нагрузкой, изгибается и т.п.
Способность конструкции (или отдельного ее элемента) выдерживать заданную нагрузку не разрушаясь и без появления остаточных деформаций называют прочностью.
Способность конструкции (или отдельного элемента) сохранять исходную форму в заданных (обычно весьма малых) пределах называется жесткостью.
Способность конструкции (или отдельного элемента) сохранять первоначальную форму упругого равновесия называют устойчивостью.
.
Рис. 1.1 Рис. 1.2
Рис. 1.3
. Реальный объект, освобожденный от несущественных особенностей, носит название расчетной схемы (рис. 1.3).
. В сопротивлении материалов все многообразие форм элементов конструкций сведено к трем геометрическим схемам: стержень (балка, брус), оболочка и массив.
Рис. 1.4
Брусом называется тело, одно из измерений которого (длина) значительно превышает два других. (рис. 1.4)
К оболочкам относят тела, одно из измерений которых (толщина) во много раз меньше двух других размеров.
Массивом считается тело, все три размера а, b, с которого имеют один порядок (рис. 1.5)..
Рис. 1.5
Классификация нагрузок
Под нагрузкой понимают не только механическое усилие, но и любое другое действие (тепловое или физико-механическое), приводящее к появлению деформаций. Нагрузки классифицируют по двум признакам - способу их приложения к элементу конструкции и характеру действия на него.
По способу их приложения к телу нагрузки делятся на поверхностные и объемные.
В свою очередь, поверхностные силы делятся на распределенные и сосредоточенные.
По характеру действия на тело нагрузки делятся на статические, повторно-переменные и динамические (ударные).