4. Классификация тел

Конструкции, с которыми инженеру приходится встречаться на практике, имеют в большинстве случаев сложную форму, отдельные элементы которой можно свести к следующим простейшим типам:

1. Брус – тело, у которого два размера малы по сравнению с третьим (Рис.1а.). Брус с прямолинейной осью – стержень (Рис.1а и 1б). Ось бруса – это линия, соединяющая центры тяжести его поперечных сечений. Плоская фигура, имеющая свой центр тяжести на оси и нормальная к ней, называется поперечным сечением бруса. Стержень, передающий вращательное движение, например от двигателя к станку – вал. Брус (стержень), работающий на изгиб – балка (Рис.1в). стержень, воспринимающий вертикальную сжимающую силу – стойка (Рис. 1г). Кривой брус – арка.

2. Пластина – тело, ограниченное двумя плоскими поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с прочими размерами (Рис.1д). Пример: фундаментные плиты, плиты-перекрытия, днища резервуаров.

3.Оболочка – тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с прочими размерами (Рис.1е). Пример: котлы, цистерны, баки, купола.

4. Массив – тело, у которого все три размера одного порядка (Рис. 1ж). Пример: фундаменты сооружений, опоры мостов.

а.

б.

в.

г.

д.

е.

ж.

Рис. 1. Основные типы элементов конструкций

5. Основные допущения, принимаемые в курсе «Сопротивление материалов»

Из-за сложности задачи расчета элементов конструкции в сопротивлении материалов принимаются упрощающие допущения относительно свойств материала, нагрузок, характера взаимодействия детали и нагрузок.

1. Материал тела имеет сплошное (непрерывное) строение. (Структура деталей мелкозернистая: бетон, дерево, металл, камень, а размеры реальных деталей во много раз больше межатомных расстояний).

2.Материал детали однороден, т.е. обладает во всех точках одинаковыми свойствами (Детали изготавливают из металл металла, бетона, древесины, пластмасс. Металл имеет более высокую однородность, чем бетон, где есть включения из камней, чем древесина, где есть сучки и другие пороки, чем пластмасса, которая состоит из смол и наполнителей, обладающих различными свойствами. Тем не менее, расчеты с учётом данного допущения дают удовлетворительные результаты).

3. Материал изотропен, т.е. обладает во всех направлениях одинаковыми свойствами (материал анизотропен – обладает различными свойствами).

4. В теле до приложения нагрузки нет внутренних (начальных) усилий (сил упругости).

5. Принцип независимости действия сил: результат воздействия на тело системы сил равен сумме результатов воздействия тех же сил, прилагаемых к телу последовательно или в любом порядке.

6. Принцип Сен-Венана: в точках тела, достаточно удаленных от мест приложения нагрузок, внутренние силы весьма мало зависят от конкретного способа приложения этих нагрузок (принцип позволяет заменять систему статически эквивалентной системой для упрощения расчета).