ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

«СТЕРЛИТАМАКСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ

ИМ. ЗАЙНАБ БИИШЕВОЙ»

Т.Г. БЕЛОБОРОДОВА

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ

Учебное пособие

Стерлитамак 2009

УДК 621.9.014.2(073)

ББК 30.121

С 64

Рецензенты:

кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования нефтехимических производств Е.М. Абакачева (Стерлитамакский филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета); доцент кафедры общетехнических дисциплин и В.Ф. Кардаш (Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой); кафедра общетехнических дисциплин и информационных технологий (Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой).

Ответственный редактор – кандидат педагогических наук, доцент А.Ю. Кирюхин (Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой).

БЕЛОБОРОДОВА Т.Г. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ: Учебное пособие для студентов педвузов обучающихся по специальности «050502 – Технология и предпринимательство». – Стерлитамак. гос. пед. акад. им. Зайнаб Биишевой,2009. – 134 с.

Учебное пособие составлено в соответствии с учебной программой курса «Сопротивление материалов» для студентов технологических факультетов педвузов и содержит теоретический материал по основным разделам курса, тестовые задания и контрольные вопросы для закрепления материала, а так же задания с вариантами к самостоятельной контрольной работе, предусмотренной учебным планом для данной дисциплины. В приложении приведены необходимые справочные данные для решения задач.

Предназначено для студентов специальности «050502 – Технология и предпринимательство».

Т.Г. Белобородова,2009

Стерлитамакская государственная

педагогическая академия им. Зай-

наб Биишевой, 2009

Введение

Современная техника, использующая новейшие технологии и материалы, предъявляет все более жесткие требования к качеству и экономичности инженерных объектов, что невозможно без достоверной системы оценок надежности, т.е. оценки прочности, жесткости и устойчивости, что в ходит в круг вопросов, рассматриваемых наукой – сопротивление материалов. Сопротивление материалов является одной из фундаментальных дисциплин современного технического образования. С ее помощью студенты впервые вводятся в круг важнейших технических понятий, которые необходимы для расчетов на прочность и жесткость конструкций, и которые получают дальнейшее развитие в специальных учебных дисциплинах, например «Детали машин».

Начало развития сопротивления материалов как науки иногда относят к 1638 г. и связывают с именем Галилео Галилея, знаменитого итальянского ученого. Значительная часть работ Галилея была посвящена решению задач о зависимости между размерами балок и других стержней и теми нагрузками, которые могут выдержать эти элементы конструкций. Он указал, что полученные им результаты могут “принести большую пользу при постройке крупных судов, в особенности при укреплении палуб и покрытий, так как в сооружениях этого рода легкость имеет огромное значение». Исследования Галилея опубликованы в его книге «Discorsi e Dimostrazioni matematiche» (1638, Лейден, Голландия).

Другой важнейший этап истории сопротивления материалов связан с именами английских ученых Роберта Гука и Томаса Юнга. В конце XVII века Р. Гук открыл и сформулировал фундаментальный закон сопротивления материалов, согласно которому деформация, т.е. изменение размеров конструкционного элемента, прямо пропорциональна приложенной к нему силе. Позже, в конце XVIII века, Томас Юнг истолковал механический смысл используемой в законе Гука константы, известной сейчас, как модуль упругости или модуль Юнга. Последний шаг в формулировании закона Гука в его современном виде сделал французский математик Огюстен Луи Коши, который в 1822 г. сформулировал и ввел в научную литературу такие понятия как «напряжение» и «деформация».

Дальнейшее развитие сопротивления материалов шло параллельно развитию техники, строительства и машиностроения и связано с целым рядом работ выдающихся математиков, физиков и инженеров.

Глава 1. Основные понятия науки о сопротивлении материалов

1.1 Цели и задачи сопротивления материалов

Сопротивление материалов – наука о прочности, жесткости и устойчивости элементов инженерных конструкций.

Прочностью называется способность конструкций воспринимать внешнюю нагрузку без разрушения.

Жесткостью называется способность конструкций воспринимать внешнюю нагрузку без существенных деформаций.

Устойчивостью называется способность конструкций воспринимать приложенную внешнюю нагрузку без перехода в состояние неустойчивого равновесия.

Целью науки о сопротивлении материалов является создание достаточно простых, надёжных и экономичных методов расчета типовых элементов инженерных конструкций.

Методы сопротивления материалов базируются на упрощенных гипотезах, которые, с одной стороны, позволяют решать широкий круг инженерных задач, а с другой, получать приемлемые по точности результаты расчетов.

Главной задачей курса является формирование знаний для применения математического аппарата при решении прикладных задач, осмысления полученных численных результатов и выбора наиболее оптимальных конструктивных решений.