- •Краткий курс сопротивления материалов
- •Часть 1
- •Глава 1. Введение
- •1.1. Задачи и методы сопротивления материалов
- •1.2. Реальный объект и расчётная схема
- •1.2.1. Модели материала
- •1.3. Классификация сил (модели нагружения)
- •1.4. Напряжения
- •1.5. Общие принципы расчёта на прочность
- •Глава 2. Центральное растяжение – сжатие прямого бруса
- •2.1. Усилия и напряжения в поперечном сечении бруса
- •2.2. Условие прочности
- •2.3. Деформации. Закон Гука
- •2.4. Расчёт стержня с учетом собственного веса
- •2.5. Статически неопределимые системы
- •2.5.1. Расчёт на действие нагрузки
- •2.5.2. Температурные напряжения
- •2.5.3. Монтажные напряжения
- •2.6. Механические характеристики материалов
- •2.6.1. Испытание на растяжение малоуглеродистой (мягкой) стали
- •Характеристики прочности
- •Характеристики пластичности
- •Разгрузка и повторное нагружение
- •Диаграммы напряжений
- •2.6.2. Испытание на сжатие различных материалов
- •2.6.3. Определение твёрдости
- •2.6.4. Сравнение свойств различных материалов
- •2.7. Допускаемые напряжения
- •2.8. Потенциальная энергия упругой деформации
- •Глава 3. Напряжённое и деформированное
- •3.1. Компоненты напряжений. Виды напряжённых состояний
- •3.2. Линейное напряжённое состояние
- •3.3. Плоское напряжённое состояние
- •3.3.1. Прямая задача
- •3.3.2. Обратная задача
- •3.4. Объёмное напряжённое состояние. Общие понятия
- •3.5.Деформации при объёмном напряжённом состоянии.
- •3.5.1. Обобщённый закон Гука
- •3.5.2. Относительная объёмная деформация
- •3.6. Потенциальная энергия упругой деформации
- •3.7. Теории прочности
- •3.7.1. Задачи теорий прочности
- •3.7.2. Классические теории прочности
- •3.7.3. Понятие о новых теориях прочности
- •Глава 4. Геометрические характеристики плоских сечений
- •4.1. Статические моменты.
- •4.2. Моменты инерции
- •4.3. Зависимость между моментами инерции при параллельном переносе осей
- •4.4. Зависимость между моментами инерции при повороте осей
- •4.5. Главные оси и главные моменты инерции
- •Глава 5. Плоский изгиб прямого бруса
- •5.1. Конструкция опор. Определение реакций. Внутренние усилия
- •5.2. Дифференциальные и интегральные зависимости между q, q и m
- •5.3. Построение эпюр поперечной силы q и изгибающего момента m
- •5.4. Нормальные напряжения при чистом изгибе
- •5.5. Условие прочности по нормальным напряжениям. Рациональные формы сечений
- •5.6. Касательные напряжения при поперечном изгибе
- •5.7. Распределение касательных напряжений в балках
- •5.8. Напряжённое состояние при поперечном изгибе.
- •5.9. Касательные напряжения в полках тонкостенных профилей. Центр изгиба
- •Нормальные напряжения:
- •5.10. Потенциальная энергия упругой деформации
- •Глава 6. Сдвиг
- •6.2. Проверка прочности и допускаемые напряжения при чистом сдвиге
- •6.3. Расчёт заклёпочных и сварных соединений
- •Глава 7. Кручение прямого бруса
- •7.1. Основные понятия. Определение крутящих моментов
- •7.2. Напряжения и деформации при кручении стержней круглого и кольцевого сечений
- •7.3. Расчёт валов на прочность и жёсткость
- •7.4. Разрушение валов из различных материалов. Потенциальная энергия упругой деформации
- •7.5. Кручение стержней прямоугольного сечения
- •7.6. Расчёт цилиндрических винтовых пружин с малым шагом
- •Оглавление
Министерство образования Российской Федерации
____________________
Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)
_______________________________________________________
Эйгенсон С.Н., Шевелёв Л.П., Корихин Н.В.
Краткий курс сопротивления материалов
Часть 1
Учебное пособие
Санкт-Петербург 2010
УДК 539.3.8
Эйгенсон С.Н., Корихин Н.В., Шевелёв Л.П. Краткий курс сопротивления материалов. Часть 1: Учеб. пособие – СПб.: Изд-во ПИМаш, 2010. – с.164
Предлагаемое учебное пособие написано по материалам лекций, много лет читаемых авторами в Институте машиностроения (заводе – ВТУЗе). В сжатой форме изложены минимально необходимые сведения, соответствующие программе машиностроительных вузов.
В первой части пособия излагаются следующие разделы курса сопротивления материалов: растяжение, кручение, изгиб, теория напряжённого состояния, теории прочности.
Для студентов вузов машиностроительного профиля. Особенно рекомендуется студентам вечерней и заочной форм обучения.
Ил. – 112, табл. - 5, библиогр. - 5 назв.
Рецензенты: д-р техн. наук, проф. В.В.Улитин (СПбГУНТ и ПТ)
д-р техн. наук, проф. И.А.Богов (ПИМаш)
Санкт-Петербургский
институт машиностроения, 2010
Глава 1. Введение
1.1. Задачи и методы сопротивления материалов
Сопротивление материалов – наука о прочности и надёжности деталей машин и конструкций. В её задачи входит обобщение инженерного опыта создания машин и сооружений, разработка научных основ проектирования и конструирования надёжных изделий, совершенствование методов оценки прочности.
Изучая процессы деформирования и разрушения твёрдых тел, сопротивление материалов устанавливает основные методы расчётов деталей машин и конструкций на прочность, жёсткость и устойчивость.
Расчёт на прочность преследует цель определить наименьшие размеры детали, исключающие возможность разрушения.
Расчёт на жёсткость связан с определением деформации конструкции в процессе эксплуатации.
Под устойчивостью подразумевается способность элементов конструкций сохранять первоначально заданную форму равновесия.
Сопротивление материалов – инженерная наука, для неё характерно использование приближённых методов, опирающихся на опыт и эксперимент.
Сопротивление материалов, в отличие от теоретической механики, рассматривает не абсолютно твёрдые, а деформированные тела. Сопротивление материалов является одним из разделов механики твёрдого деформируемого тела. К ней относятся также теория упругости, теория пластичности, теория ползучести, теория пластин и оболочек, механика разрушения, строительная механика стержневых систем. В этих разделах механики зачастую рассматривают те же проблемы, что и в сопротивлении материалов, но в более строгой математической постановке. Сопротивление материалов решает свои задачи возможно более простыми методами, применяя сравнительно несложный математический аппарат.
Итак, сопротивление материалов – это азбука расчётов на прочность.
1.2. Реальный объект и расчётная схема
Расчёт на прочность реальной детали всегда начинается с выбора расчётной схемы. Он заключается в устранении второстепенных факторов, незначительно влияющих на работу конструкции; в схематизации самого рассматриваемого объекта.
Для одного и того же объекта может быть предложено несколько расчётных схем. С другой стороны, одной расчётной схеме может быть поставлено в соответствие много реальных объектов. Последнее обстоятельство является весьма важным, так как, исследуя некоторую схему, можно получить решение целого класса задач, сводящихся к данной схеме. Схематизируя реальный объект, мы фактически заменяем его некоторой моделью. При этом разрабатываются и принимаются четыре вспомогательные модели: материала, формы, нагружения и разрушения. Построение указанных частных моделей является важным этапом, существенно влияющим на достоверность оценки прочностной надёжности.