- •Инструкция продвинутому студенту!
- •Раздел 1.Статика- это раздел механики, в котором изучаются методы преобразования систем сил в эквивалентные системы и устанавливаются условия равновесия сил, приложенных к твердому телу.
- •Задача 1. Определение реакций опор балки под действием плоской произвольной системы сил
- •2. Условия равновесия:
- •3. Составление уравнений равновесия:
- •Задача 2.Определение реакций опор составной конструкции
- •Раздел 2. Кинематика это раздел механики, в котором изучается движение материальных тел в пространстве с геометрической точки зрения, вне связи с силами, определяющими это движение.
- •6 Семестр. Основы расчета механизмов и машин. Сопротивление материалов— это наука об инженерных методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций.
- •2. Поперечная сила считается положительной, если она вращает отсеченную часть по ходу часовой стрелки и отрицательной, если вращение происходит против хода часовой стрелки.
- •3. Изгибающий момент положителен, если сжаты верхние волокна отсеченной части, и отрицателен, если сжаты нижние волокна. Эпюра изгибающих моментов строится на сжатых волокнах.
- •4. Правило знаков для крутящего момента удобно принимать произвольным.
- •Задача 1. Расчет на прочность бруса при растяжении
- •Задача 2. Расчет вала на прочность при кручении
- •Задача 3. Расчет балки на изгиб
- •7 Семестр. Основы построения механизмов и машин. Детали машин
- •1. Расчет прочности фрикционных передач
- •2. Расчет на прочность валов и осей
- •Российская академия образования
- •2. Расчет зубчатых цилиндрических колес редуктора
6 Семестр. Основы расчета механизмов и машин. Сопротивление материалов— это наука об инженерных методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций.
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.
Чтобы правильно рассчитать конструкцию на прочность или на жесткость, необходимо уметь определять внутренние силы по нагрузке. Для выявления внутренних сил в сопротивлении материалов применяется метод сечений.
Правила знаков внутренних силовых факторов (ВСФ).
1. Продольная сила считается положительной, если она вызывает растяжение отсеченной части и отрицательной, если вызывает ее сжатие.
2. Поперечная сила считается положительной, если она вращает отсеченную часть по ходу часовой стрелки и отрицательной, если вращение происходит против хода часовой стрелки.
3. Изгибающий момент положителен, если сжаты верхние волокна отсеченной части, и отрицателен, если сжаты нижние волокна. Эпюра изгибающих моментов строится на сжатых волокнах.
4. Правило знаков для крутящего момента удобно принимать произвольным.
Интенсивность, равная величине внутренних сил, приходящихся на единицу площади называется напряжением в точке и является ключевым понятием в сопромате. Напряжения измеряются в Н/м2 (Па) и МПа.
Существует 2 вида напряжений:
,
причем (сигма) — нормальное напряжение, действует по нормали (перпендикуляру) к площадке;
(тау) — касательные напряжения, они скользят по площадке, касаются ее .
В сопромате различают несколько простых видов нагружения и несколько сложных. К простым относятся следующие.
Центральное растяжение (сжатие) возникает в случае, когда стержень нагружен силами, совпадающими по направлению с его осью В этом случае из шести внутренних силовых факторов пять равны нулю и только продольная сила .
На растяжение, сжатие работают многие элементы конструкций: стержни ферм, колонны, штоки паровых машин и поршневых насосов, стяжные винты, канаты лебедок и другие детали.
Сдвиг или срез возникает, когда внешние силы смещают два параллельных сечения одно относительно другого, при неизменном расстоянии между ними. На сдвиг или срез работают, например, заклепки или болты, скрепляющие элементы, которые внешние силы пытаются сдвинуть
Кручение возникает при действии на стержень внешних сил, образующих моменты относительно продольной оси стержня. При этом из шести внутренних сил только . На кручение работают валы, шпиндели токарных и сверлильных станков, роторы двигателей и другие детали
Изгиб — это такой вид нагружения, когда внешние силы вызывают моменты относительно оси симметрии (или главной оси), расположенный в плоскости поперечного сечения. Этот момент называется изгибающим. Самый простой случай — это плоский изгиб, когда все внешние силы лежат в одной плоскости, совпадающей во всех рассматриваемых нами случаях с плоскостью симметрии (или главной плоскостью) балки.
Расчеты на прочность выполняются в напряжениях: нормальных — или касательных — . Оценка прочности конструкции сводится к сравнению расчетных напряжений с допускаемыми:
(1.1)
. (1.2)
Это и есть основные условия прочности, в которых в правой части всегда стоит допускаемое напряжение, а в левой — максимальное рабочее напряжение, иногда его называют «расчетным».