экзамен по сопромату

Ответы на вопросы по сопромату

1. Какой метод применяется для определения внутренних усилий? В чем он заключается?

Для определения внутренних усилий используется метод РОЗУ:

Р – разрезаем брус на две части

О – отбрасываем одну из частей

З – заменяем действие отброшенной части внутренними силами

У – составляем уравнение равновесия и из этих уравнений находим внутренние силы

2. Что такое прочность материала?

Прочность – это способность материала сопротивляться разрушению под действием приложенных внешних нагрузок.

3. Что такое жесткость материала?

Жесткость – это способность материала сопротивляться деформациям.

4. Что такое упругость материала?

Упругость – это свойство тела восстанавливать свои первоначальные размеры после снятия нагрузки.

5. Какие бывают внешние силы?

К внешним силам относятся : сосредоточенные силы F ( Н, кН), распределенная нагрузка q ( Н/м, Н/м², Н/м³), момент силы М=F*l ( сила * плечо, Н * м), где l – кратчайшее расстояние, перпендикуляр.

6. Чем отличается расчетная схема от реального объекта?

Исследование реального объекта начинается с выбора расчетной схемы. Приступая к расчету конструкций следует установить, что в данном случае существует, а что не существует, то есть произвести схематизацию объекта и отбросить все факторы, которые не могут существенным образом, повлиять на расчеты. Реальный объект освобожденный от несущественных особенностей называется расчетной схемой.

7. Укажите разницу между статически приложенной силой и динамической силой.

Статистические силы – это силы, которые не изменяют свою величину и точку приложения или меняют с очень небольшой скоростью, так, что возникающими при этом ускорениям можно пренебречь.

Динамические силы – силы, которые изменяются во времени с большой скоростью (удар). Действие таких нагрузок сопровождаются колебанием таких конструкций, при этом возникают силы инерции, которые во много раз превосходят статические нагрузки.

8. Укажите разницу между внешними силами и внутренними усилиями.

Внешние силы – это силы, приложенные к конструкции. Внутренние – возникающие в элементах конструкции.

9. Какие деформации называются упругими, какие остаточными?

Упругие деформации – деформации, исчезающие после снятия нагрузки.

Остаточные или пластические – деформации, не исчезающие после снятия нагрузки.

10. Перечислите гипотезы сопромата.

Принцип независимости действия сил, принцип Сен – Венана, гипотеза плоских сечений (Бернулли).

11. Сколько внутренних усилий возникает в общем случае нагружения бруса и какой вид деформации их вызывает?

Возникает 6 внутренних силовых фактора (6ВСФ):

N – продольная сила, возникает при работе бруса на растяжение или сжатие;

Q_x, Q_y – поперечные силы, возникают при работе бруса на срез, сдвиг, смятие;

Т – крутящий момент, возникает при работе бруса на кручение (скручивание);

М_х, М_у – изгибающие моменты, возникают при работе бруса на изгиб.

12. Что такое напряжение? На какие составляющие делится полное напряжение?

Напряжение – это отношение среднего значения внутренних сил к площади поперечного сечения, при этом площадь должна стремиться к точке. Полное напряжение можно разложить на две составляющие :

13. От чего зависят расчетные напряжения? От чего допускаемые?

Допускаемое напряжение зависит от n – коэффициента запаса прочности, 1,5≤n≤3,0

14. Поясните физический смысл деления напряжений. Единицы измерения.

Нормальное плоское сечение σ – возникает когда частицы материала стремятся сблизиться или отдалиться друг от друга;

Касательная плоскость сечения τ – возникают, когда частицы материала сдвигаются друг относительно друга.

( Н/м²=Па, Н/мм²=Мпа)

15. Напишите условия жесткости при растяжении и кручении.

При растяжении : σ=Е*ε при кручении: τ=G*γ

16. Что такое модуль упругости? Его геометрический и физический смысл.

Геометрический : tg α = σ/ ε Е – модуль упругости, характеризует жесткость материала (Мпа).

17. Влияние закрепления концов стержня на критическую силу.

18. Что такое гибкость стержня и от чего она зависит?

Гибкость стержня – это μl/i_min=λ, (где μ – коэффициент приведения длины стержня, l – длина стержня, i – радиус инерции). i_min = √J_min/А

Она зависит от: 1)размеров поперечного стержня, 2)от способа закрепления стержня.

19. Напряжение при устойчивости. Условие прочности при устойчивости.

σ_мах=F/А_брутто ≤ [σ]_y [σ]_y = σ_кр / [n]_y [σ]_y = φ*[σ]_сж φ – коэффициент продольного изгиба, φ<1

σ_мах=F/А_брутто ≤ φ*[σ]_сж условие устойчивости

20. Как определить критическое напряжение при устойчивости, если λ<100?

Пользуются эмпирической формулой σ_кр = а – bλ

21. Как определить критическое напряжение при устойчивости, если λ>100? Дать пояснение всем величинам, входящим в формулу.

σ_кр = π²*Е/ λ²

22. Условия прочности при устойчивости.

σ_мах=F/А_нетто ≤[σ]_сж

23. Формула Эйлера для определения критической силы при устойчивости. Пояснить величины.

F_кр = π²*Е* J_min/ (μl)² , где μ – коэффициент приведения длины и зависит от условий закрепления стержня, μl – приведенная длина стержня, Е – модуль продольной упругости, J_min = минимальный момент инерции сечения.

24. Что такое усталость материала? Чем она отличается о выносливости материала?

Выносливость – это напряжение цикла, при котором образец не разрушится.

Усталость – это

25. Какие бывают циклы изменения напряжений при длительной прочности и чем они характеризуются?

26. Основные характеристики циклов изменения напряжений при усталости материала.

27. Какие две зоны наблюдаются при разрущении материала от усталости?