1.6. Основні визначення і задачі опору матеріалів

Пристрій – це будь-яке творіння людських рук, спрямоване на прискорення і полегшення трудових процесів.

Конструкція – форма виконання будь-якого пристрою чи його частини.

Для забезпечення нормальної працездатності конструкції вона пoвинна задовольняти вимогам міцності, жорсткості і стійкості.

Опір матеріалів – це наука про інженерні методи розрахунку на міцність, жорсткість і стійкість деталей машин і інженерних конструкцій.

Деформація – зміна форми і розмірів тіла під дією прикладених до нього навантажень. Деформації бувають двох типів:

1) пружні деформації – деформації, що зникають після зняття навантаження;

2) пластичні (залишкові) деформації – деформації, що не зникають після припинення дії навантаження.

Міцність – це здатність конструкції витримувати задане навантаження не руйнуючись.

Жорсткість – це здатність тіла опиратися деформуванню.

Стійкість – це здатність конструкції та її деталей зберігати початкову форму рівноваги під дією осьових центральних навантажень.

Піддатливість – здатність тіла легко піддаватися деформації.

Твердість – здатність тіла опиратися проникненню в нього іншого тіла.

Навантаження – це будь-які сили і пари сил у будь-якім сполученні, що прикладаються до конструкції та окремих її частин.

1.7. Основні гіпотези і принципи опору матеріалів.

При дослідженні деформованого стану пружних тіл приймаються наступні основні гіпотези і принципи:

1) Однорідність матеріалу – незалежність його властивостей від величини виділеного з тіла об’єму.

2) Ізотропність – властивості тіла в усіх напрямках однакові.

3) Суцільність – речовина повністю заповнює весь обсяг деталі.

4) Принцип незалежності дії сил - деформації і зусилля, що виникають в пружному тілі, вважаються незалежними від порядку прикладення зовнішніх сил.

5) Пинцип Сен-Венана – особливості прикладення зовнішніх сил до пружного тіла виявляються на відстані, що не перевищує розміри поверхні, до якої прикладені ці сили.

6) Принцип початкових розмірів – при складанні рівнянь рівноваги тіло розглядається як недеформоване.

1.8. Типи моделей форми конструкцій

При розрахунках і проектуванні замість реальної конструкції розглядають спрощену форму (модель), елементи якої можна звести до наступних типів (рис.1.8.1.):

1. Брус – тіло, у якого два розміри малі в порівнянні з третім . Брус з прямолінійною віссю називається стержнем.

2. Пластинка – тіло, обмежене двома плоскими поверхнями, відстань між якими мала в порівнянні з іншими розмірами.

3. Оболонка – тіло, обмежене двома криволінійними поверхнями, відстань між якими мала в порівнянні з іншими розмірами.

4. Масив – тіло, у якого всі три розміри одного порядку.

Рис.1.8.1. Типи моделей форми конструкцій:

а) брус, б) стержень, в) пластинка, г) оболонка, д) масив.

1.9. Класифікація навантажень. Зусилля, що діють на деталі конструкції, поділяють на дві групи -

зовнішні навантаження та внутрішні сили пружності.

Зовнішні навантаження поділяються на об'ємні і поверхневі.

До об'ємних навантажень відносяться сили ваги, інерції та електромагнітні сили.

Поверхневі навантаження поділяються на розподілені (Рис.1.9.1.а) і зосереджені (Рис.1.9.1.б).

а б

Рис.1.9.1. Класифікація навантажень.

Розподілені навантаження (q [H/м] ) діють на всій або частині площі поверхні деталі.

Зосереджені навантаження (сила - F [H] ; момент - M [H м]) діють на площі малій в порівнянні з загальними розмірами деталі (прикладаються в точці).

Крім цього, зовнішні навантаження поділяють на активні (задані) навантаження і реактивні (реакції опор). А також на статичні і динамічні (ударні).

Внутрішні сили пружності – це сили міжмолекулярної взаємодії, що виникають під час дії на тіло зовнішніх навантажень.