1.Дать определение реальному объекту и расчетной схеме.
Прежде чем приступить к расчету любой конструкции необходимо выполнить расчетную схему. Окружающие нас физические тела являются реальными объектами. Реальный объект, освобожденный от не существенных особенностей, называют расчетной схемой.
Вывод: одному реальному объекту можно наставить соответствие нескольких расчетных схем и наоборот, зная расчет типовых схем, мы тем самым охватываем множество реальных объектов.
2. В чем заключается метод сечений? С какой целью его используют?
Метод сечений:
Тело мысленно разрезаем на две части.
Одну часть отбрасываем (безразлично левую или правую).
Действие отброшенной части на оставшуюся заменяем внутренними силами.
Величину и направление этих сил находим из условий равновесия.
Для определения внутренних усилий используют метод сечения. Для этого тело мысленно рассекают плоскостью и рассматривают равновесие одной из его частей. Метод сечений позволяет выявить внутренние силовые факторы, но для оценки прочности необходимо знать внутренние силы в любой точке сечения.
3. Привести классификацию объектов по геометрической форме.
Виды ВСФ Виды деформаций
продольная сила N «растяжение» или «сжатие»
поперечная сила Q «чистый сдвиг».
крутящий момент Т «кручение»
изгибающий момент М «чистый изгиб»
Комбинированные виды нагружения «сложное сопротивление».(N; Q; T; M)
4. Записать основные гипотезы сопротивления материалов.
Гипотеза сплошности и однородности — материал представляет собой однородную сплошную среду; свойства материала во всех точках тела одинаковы и не зависят от размеров тела.
Гипотеза об изотропности материала — физико-механические свойства материала одинаковы по всем направлениям.
Гипотеза об идеальной упругости материала — тело способно восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после устранения причин, вызвавших его деформацию.
Гипотеза (допущение) о малости деформаций — деформации в точках тела считаются настолько малыми, что не оказывают существенного влияния на взаимное расположение нагрузок, приложенных к телу.
Допущение о справедливости закона Гука — перемещения точек конструкции в упругой стадии работы материала прямо пропорциональны силам, вызывающим эти перемещения.
Принцип независимости действия сил — принцип суперпозиции; результат воздействия нескольких внешних факторов равен сумме результатов воздействия каждого из них, прикладываемого в отдельности, и не зависит от последовательности их приложения.
Гипотеза Бернулли о плоских сечениях — поперечные сечения, плоские и нормальные к оси стержня до приложения к нему нагрузки, остаются плоскими и нормальными к его оси после деформации.
Принцип Сен-Венана — в сечениях, достаточно удалённых от мест приложения нагрузки, деформация тела не зависит от конкретного способа нагружения и определяется только статическим эквивалентом нагрузки.
5. Дать понятие напряжения. Классификация напряжений.
Напряжение - мера интенсивности распределения внутренних сил по сечению (сила, приходящаяся на единицу площади сечения)
Нормальное
напряжение σ, направленное по нормали
к плоскости сечения:
Касательное
напряжение τ, лежащее в плоскости
сечения:
6. Дать понятие деформации тела. Виды деформаций.
Деформация – это интенсивность изменения линейных и угловых перемещений.
Линейные перемещения – это перемещения сечений вдоль прямой линии.
Угловые перемещения – это перемещения, вызывающие поворот линий и плоскостей.
Виды деформаций:
- абсолютная линейная деформация Δℓ;
- относительная линейная деформация ε;
- угловая деформация (угол сдвига) γ.
7. Записать закон Гука при сдвиге. Пояснить входящие в формулу величины.
- закон Гука при сдвиге. G-модуль сдвига, модуль упругости 2-го рода (для стали 8*10^4) . γ-угол сдвига.
8. Что характеризует модуль упругости материала? В каких единицах он измеряется.
Модуль упругости (G) характеризует сопротивление материала упругим деформациям и является его упругой постоянной. Измеряется в [МПа].
9. Пояснить продольную и поперечную деформации. Как они взаимосвязаны?
Связь между продольной и поперечной деформациями зависит от свойств материала, связь определяется коэффициентом Пуассона, называемом коэффициентом поперечной деформации.
Материал |
μ |
Сталь |
0,25 - 0,33 |
Медь |
0,31 - 0,34 |
Бронза |
0,32 – 0,35 |
Алюминий |
0,32 - 0,36 |
Чугун |
0,23 - 0,27 |
Камень |
0,16 - 0,34 |
Бетон |
0,08 - 0,18 |
Фанера |
0,07 |
Пробка |
≈ 0 |
Коэффициент Пуассона характеризует упругие свойства материала.
Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз продольная деформация деформируемого тела больше поперечной деформации, при его растяжении или сжатии. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно несжимаемого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5.
50. 51. 52. Опр. Пояснить явление потери устойчивости. В каких конструкциях она реализуется?
Устойчивость – это способность элемента конструкции сохранять первоначальную форму равновесия под воздействием внешней нагрузки. Если конструкция таким свойством не обладает, говорят, что она не устойчива или потеряла устойчивость. Потери устойчивости реализуются в тонкостенных конструкциях и большой длины и малого поперечного сечения при продольном приложении силы.
Чтобы обеспечить устойчивость в тонкостенных конструкциях применяют ребра жесткости. Потеря устойчивости может соприкасаться переходом в новое равновесие состояние, появлением пластических деформаций, разрушения конструкции.
Сила, при которой появляется первые признаки потери устойчивости называется критической. Очевидно рабочая нагрузка должна быть меньше критической силы.
Число показывающее во – сколько раз рабочая нагрузка меньше критической называется коэффициентом устойчивости.
1 1) Записать формулу для определения деформации при растяжении и сжатии
а
бсолютное
удлинение
о
тносительное
удлинение
а
бсолютная
поперечная деформация
относительная поперечная деформация
к
оэффициент
Пуассона:
12) Диаграмма растяжения пластичных материалов
σпц – предел
пропорциональности
sу - предел упругости
sт - предел текучести;
s
в
- предел прочности (сопротивление
разрыву);
δ - относительное удлинение при разрыве
Максимальное значение σ = σпр, при котором сохраняется линейная связь между σ и ε, называется пределом пропорциональности.
Предел упругости – при снятии напряжения деформация практически полностью исчезает.
Предел текучести - деформация происходит почти без увеличения напряжения.
13) Диаграмма растяжения пластичных материалов
σпц – предел пропорциональности
sу - предел упругости
sт - предел текучести;
s в - предел прочности (сопротивление разрыву);
δ - относительное удлинение при разрыве
зона упругости. Образец после снятия нагрузки восстанавливает свою форму и размеры.
Зона текучести. Наблюдаются пластические деформации и в непредсказуемом месте образуется шейка.
Зона упрочнения. Вся деформация сосредотачивается в шейке.
Зона разупрочнения.
14) Понятие о наклепе материалов
НАКЛЕП - явление повышения упругих свойств материала в результате предварительной пластической деформации.
Полезное явление с точки зрения повышения нагрузочной способности конструкции (например, крюк подъемного крана).
Вредное явление, так как снижает пластические свойства материалов и требует больших энергозатрат при дальнейшей технологической обработке (например,прокатка листов).
1 5) Диаграмма растяжения материалов с неявно выраженным пределом текучести
s02 - условный предел текучести
Графический метод заключается в построении диаграммы «напряжение-удлинение» испытания образца на тензометре. Возьмите миллиметровую бумагу и постройте систему координат, в которой по оси ординат (у) отложите нагрузку, прикладываемую к материалу во время испытания, а по оси абсцисс (х) - величину деформации (удлинения) образца вплоть до его разрыва. Сила, соответствующая пределу текучести образца определяется в точке пересечения прямой, соответствующей нагрузке, действующей на образец в момент испытания, с диаграммой растяжения.
16) Привести диаграмму сжатия пластичного материала
пластичный материал
17) Привести диаграмму растяжения и сжатия хрупкого материала
х
рупкий
материал
В хрупких металлах отсутствует площадка текучести, разрушение образцов происходит при ничтожно малых остаточных деформациях без образования шейки. Хрупкие материалы плохо сопротивляются растяжению
1
9)
Формула для определения угла поворота
при кручении.
GIr - жесткость при кручении
при Т = const
L- длинна
18) Записать формулу для определения касательных напряжений при кручении.
2
0)
Условия прочности и жесткости.
У
словие
прочности
Условие жесткости
GIr - жесткость при кручении