Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Soprotivlenie_materialov_dlya_IST_2_11

.doc
Скачиваний:
36
Добавлен:
11.06.2015
Размер:
144.38 Кб
Скачать

7

Экзаменационные вопросы

1. Понятие о сопротивление материалов, как разделе технической механики. Прочность, жесткость и устойчивость элементов инженерных конструкций.

2. Основные допущения о свойствах материала и характере деформирования, принимаемые в курсе сопротивления материалов.

3. Внутренние силы в поперечных сечениях бруса и метод их определения.

4. Геометрическая схематизация элементов строительных конструкций и внешних нагрузок. Понятие о расчетной схеме.

5.Напряжение в точке как характеристика внутренних сил по сечению тела. Определение нормальных и касательных напряжений.

6. Статические моменты, их свойства. Определение центра тяжести сечения.

7. Осевые и центробежные моменты инерции и их свойства. Вычисление моментов инерции простейших фигур (прямоугольника, треугольника, круга).

8. Полярный момент инерции и его свойства. Вычисление полярного момента инерции круга и кольца.

9. Зависимости между моментами инерции при параллельном переносе осей.

10. Зависимость между моментами инерции при повороте осей.

11.Главные оси инерции. Определение положения главных осей. Частные случаи определения положения главных осей.

12.Основные характеристики механических свойств материалов и их опытное изучение.

13.Осевое растяжение и сжатие. Продольные силы и их определение. Эпюры продольных сил.

14.Определение нормальных напряжений в поперечном сечении бруса при осевом растяжении и сжатии.

15.Продольные и поперечные деформации. Закон Гука при осевом растяжении и сжатии.

16.Расчет на прочность при осевом растяжении и сжатии. Метод допускаемых напряжений.

17.Прямой изгиб. Понятие о чистом и плоском изгибе. Внутренние усилия при плоском изгибе.

18.Эпюры внутренних усилий в балках. Правило знаков для поперечных сил и изгибающих моментов. Примеры построения.

19.Дифференциальные зависимости при плоском изгибе.

20.Нормальные напряжения при изгибе. Вывод формулы нормальных напряжений.

21.Подбор сечения балок различной формы поперечного сечения. Определение допускаемой нагрузки.

22.Кручение. Основные понятия. Крутящий момент, построение эпюр крутящих моментов.

23.Вывод формулы напряжений при кручении круглых стержней.

24.Расчет брусьев круглого поперечного сечения на прочность и жесткость при кручении.

25.Сложное сопротивление. Виды и группы сложного сопротивления. Общий принцип расчета.

26.Косой изгиб. Вывод формулы нормальных напряжений при косом изгибе.

27.Характер и положение нейтральной линии при косом изгибе.

28.Опасные точки сечения при косом изгибе. Расчет на прочность.

29.Определение деформаций и положения плоскости деформаций при косом изгибе.

30.Внецентренное растяжение и сжатие брусьев большой жесткости. Вывод формулы нормальных напряжений.

31.Нейтральная линия при внецентренном растяжении-сжатии. Ее положение и свойства.

32.Опасные точки сечения при внецентренном растяжении-сжатии. Расчет на прочность стержней из пластичных и хрупких материалов.

33.Ядро сечения. Принципы соответствия, применяемые при построении ядра сечения.

34.Изгиб с центральным растяжением и сжатием. Расчеты на прочность при изгибе с растяжением и сжатием.

35.Теории прочности. Общие понятия. Гипотезы об опасном состоянии материала, используемые в различных теориях прочности.

36.Изгиб с кручением. Главные напряжения при изгибе с кручением. Расчетные напряжения по третьей и четвертой теориям прочности.

37.Расчет брусьев круглого поперечного сечения при изгибе с кручением.

38.Продольный изгиб прямого стержня. Понятия об устойчивости равновесия упругих тел.

39.Формула Эйлера для определения критической силы и напряжения.

40.Пределы применимости формулы Эйлера. Предельная гибкость материала.

41.Потеря устойчивости при напряжениях, превышающих предел пропорциональности. График зависимости критического напряжения и гибкости для малоуглеродистой стали.

42.Расчеты сжатых стержней на устойчивость по коэффициенту продольного изгиба.

43.Какие нагрузки называются статическими и какие динамическими.

44.Какие гипотезы лежат в основе теории удара.

45.Что называется динамическим коэффициентом при ударе.

http://randstuff.ru/number/

Ответ на вопрос 12

При испытании цилиндрических образцов в качестве основных применяют образцы диаметром d0=10 мм. Длина центрального цилиндра        (рис. 2.9, а) превышает его диаметр примерно в 15 раз. На цилиндре выделяют участок длиной: . При растяжении образца на машинах регистрируют нагрузку F на образец и его удлинение . По результатам эксперимента строят диаграмму растяжения: , форма которой зависит не только от материала образца, но и от его длины  и площади поперечного сечения А. На рис. 2.9, б представлена диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали.

Количественная оценка прочностных свойств материала может быть осуществлена при помощи диаграммы растяжения, выполненной в системе координат , исключающей зависимость свойств материала от размеров образца:

 

;   ,                                     (2.16)

 

где А0 –  первоначальная площадь поперечного сечения и длина расчетного участка образца до начала испытаний. Так как величины А0 и  постоянны, то диаграмма  имеет тот же вид, что и диаграмма  и отличается от нее только масштабом.

Диаграмма  характеризует свойства испытуемого материала и называется условной диаграммой растяжения, так как напряжения и относительные удлинения вычислены по отношению к первоначальной площади сечения А0 и первоначальной длине .

Диаграмма растяжения образца из малоуглеродистой стали Ст3 (рис. 2.10) характеризуется четырьмя участками.

Участок I соответствует упругим деформациям материала, подчиняющимся закону Гука: величина относительной деформации прямо пропорциональна напряжению. Отношение растягивающего усилия в точке А к первоначальной площади поперечного сечения называется пределом пропорциональности.

Участок II начинается после точки А, когда диаграмма становится криволинейной. Однако до точки В деформации остаются упругими (восстанавливаются после снятия нагрузки). Отношение растягивающего усилия в точке В к площади А0 называется пределом упругости –  это такое напряжение, при котором величина остаточной деформации  не превышает 0,005 %. При дальнейшем увеличении нагрузки появляются неупругие (остаточные) деформации. В точке С начинается процесс деформирования образца без увеличения внешней нагрузки. Это явление называется текучестью материала, а участок CD – площадкой текучести. Максимальное напряжение, при котором происходит рост деформации без увеличения силы, называется пределом текучести. В зоне текучести у стальных образцов существенно меняется электропроводность и магнитные свойства. Поверхность полированного образца покрывается линиями (линии Чернова), наклоненными к его оси, и становится матовой.

Для ряда материалов (медь, алюминий), не имеющих на диаграмме выраженной площадки текучести, вводят понятие условного предела текучести , под которым подразумевают напряжение, вызывающее остаточную деформацию, равную 0,2 %.

Участок III характеризуется увеличением нагрузки, при которой происходит дальнейшая деформация образца. Если образец нагрузить до состояния, соответствующего точке L диаграммы, а затем разгрузить, то процесс разгрузки на диаграмме будет обозначен прямой линией LL1, параллельной участку ОА. При разгрузке деформация полностью не исчезает: она уменьшается на величину L1М упругой части удлинения. Отрезок ОL1 представляет собой остаточную деформацию. Если образцу дать «отдохнуть» и подвергнуть повторному нагружению, то процесс пойдет по линии L1LKR. При этом предел пропорциональности значительно увеличится (точка L находится выше точки А), но при этом уменьшится пластичность. Это явление получило название наклепа.

Отношение наибольшей нагрузки к первоначальной площади поперечного сечения стержня называется пределом временного сопротивления. Пределу прочности соответствует максимальное напряжение в образце до его разрушения.

Участок IV начинается в точке К и заканчивается разрушением образца в точке R. Этот участок носит название зоны разрушения. Деформация образца на этом участке характерна образованием «шейки» и образовавшимся удлинением за счет его утонения (рис. 2.9, в). Площадь сечения образца в шейке быстро уменьшается и, как следствие, падает усилие и условное напряжение. Разрыв образца происходит по наименьшему сечению шейки.

Твердостью называется свойство материала оказывать сопротивление проникновению (внедрению) в него другого, более твердого тела. Твердость является косвенной характеристикой материала в условиях контактного воздействия.

Для определения твердости металла существует несколько способов. Наиболее широкое применение получили способы определения твердости по Бринеллю (НВ) и Роквеллу (НR).

Твердость по Бринеллю определяют вдавливанием закаленного шарика в испытуемый материал. При испытании по Роквеллу в материал вдавливают алмазный наконечник. Величина НВ, характеризующая твердость (число твердости по Бринеллю), представляет отношение силы F, с которой вдавливается шарик, к поверхности лунки, оставшийся после вдавливания на испытуемом материале (рис. 2.12, а):

 

.                             (2.26)

 

Числом твердости можно пользоваться в производственных условиях для определения других механических характеристик. Так, например, для сталей , МПа.

При испытаниях материала на твердость по методу Роквелла в испытуемый образец вдавливается алмазный конус с углом при вершине 120о (рис. 2.12, б) или стальной закаленный шарик диаметром 1,5875 мм. К наконечнику прикладывается предварительная нагрузка F0 =100 Н, а затем основная нагрузка F1. Общая нагрузка F при испытании алмазным конусом составляет 600 Н (шкала А) и 1500 Н (шкала С), а при испытании шариком F =1000 Н (шкала В).

 

 

Рис. 2.12. Определение твердости

 

Число твердости по Роквеллу (HRAHRB или HRC) определяется по разности глубин h вдавливания после снятия основной нагрузки F1. За единицу твердости по Роквеллу принята условная единица, соответствующая глубине h0 = 0,002 мм.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]