ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И УКАЗАНИЯ
ПО ВЫПОЛНЕНИЮ
РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКИХ РАБОТ
Целью расчетно-графических работ (РГР) является закрепление теоретического материала по дисциплине, приобретение опыта выполнения расчетов на прочность простых элементов конструкций и навыков в работе с технической литературой, справочниками, стандартами.
Количество работ, объем каждой, и сроки выполнения определяются кафедрой в соответствии с программой по учебной дисциплине и учебным графиком.
Студент должен взять для каждой задачи из таблицы и рисунка данные в соответствии с номером своего шифра. Последняя цифра шифра – соответствует схеме, предпоследняя – данные к задаче.
Работы, выполненные с нарушением этих указаний, рассматриваться не будут.
В чертежах должны быть проставлены числовые данные соответствующего варианта (не буквенные значения!). Расчеты производить только с числовыми значениями.
Каждую контрольную работу следует выполнять в отдельной тетради чернилами, четким почерком, с полями в 5 см для замечаний рецензента.
Перед решением задачи необходимо выписать полностью ее условие с числовыми данными. Чертежи и схемы в текстовой части выполняются в карандаше в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Все графики и эпюры должны содержать числовые величины в характерных точках и размерность.
Решение должно сопровождаться последовательными и грамотными объяснениями. При использовании формулами или данными следует кратко и точно указать источник (автора, название, издание, страницу, номер формулы).
Необходимо указывать размерность всех величин и подчеркивать окончательные результаты. Решения производить в международной системе единиц (СИ). Основные единицы приведены в приложении.
При возврате контрольной работы студент должен исправить указанные ошибки и выполнить сделанные ему указания. Все исправления выполняются на отдельных листах, которые должны быть вложены в соответствующие места рецензированной работы. Отдельные от работы исправления не принимаются.
Лекция № 1
Литература
Программа курса СМ
Сопротивление материалов как наука. Основные понятия в СМ.
Классификация конструктивных элементов
Основные задачи СМ
Упрощающие гипотезы в СМ
Программа курса СМ.
Часть 1.
Общие положения, цели и задачи СМ
Геометрические характеристики плоских сечений
Виды деформаций. Метод сечений. Напряжения и перемещения
Растяжение (сжатие) стержней с определением и построением эпюр ВСФ методом сечения
Сдвиг. Кручение стержней круглого сечения
Поперечный изгиб. Расчет статически определимых балок и рам методом сечения
Сопротивление материалов как наука
В процессе эксплуатации машин и сооружений их элементы (стержни, балки, болты, заклепки и т.д.) в той или иной степени участвуют в работе конструкции и подвергаются действию различных сил – нагрузок.
Поэтому, для обеспечения нормальной работы конструкции инженеру необходимо так подобрать материал и размеры элементов конструкции, чтобы они:
- не разрушались, т.е. были достаточно прочными;
- были достаточно жесткими, т.е. деформации элементов конструкции не превышали заданных величин;
- были устойчивыми, т.е. сохраняли под действием нагрузок первоначальную устойчивую форму равновесия.
Сопротивление материалов – наука, которая занимается инженерными расчетами на прочность, жесткость, устойчивость и надежность элементов конструкций и сооружений в целом.
Основные понятия
Деформация – состояние тела, когда под действием внешних сил (нагрузок) изменяются его форма и размеры.
Прочность – способность конструкции и ее элементов сопротивляться разрушению под действием внешних нагрузок не разрушаясь.
Жесткость – способность конструкции и ее элементов противостоять внешним нагрузкам (деформациям) сохраняя при этом свои формы и размеры.
Устойчивость – способность конструкции и ее элементов сохранять форму упругого равновесия под действием внешних нагрузок.
Надежность – свойство изделия выполнять свои заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в течении необходимого времени.
Основные положения сопротивления материалов опираются на общие законы и теоремы теоретической механики, математики, материаловедении, физики.
Однако, если теоретическая механика рассматривает абсолютно твердые тела, то в сопротивлении материалов равновесие и движение тел рассматриваются с учетом их деформации.
Важность дисциплины заключается в том, что ее основные понятия и зависимости являются базой для изучения общеинженерных дисциплин, связанных с расчетами на прочность и устойчивость отдельных узлов и агрегатов.
В результате изучения необходимо получить практические навыки в определении механических свойств и характеристики материалов.
В сопротивлении материалов изучаются следующие основные виды деформаций:
- растяжение (сжатие)
- сдвиг (срез)
- смятие
- кручение
- изгиб.
Рассматриваются и комбинации этих простых деформаций:
- изгиб с кручением
- кручение и растяжение.
Классификация конструктивных элементов
Учитывая большое разнообразие конструктивных форм конструкций и ее элементов, встречающихся на практике, в сопротивлении материалов рассматриваются четыре простых тела: брус (стержень), оболочка, пластинка и массивное тело.
- Брус (стержень) – тело, продольные размеры которого значительно превышают его поперечные размеры (балка, вал, элементы фермы и др.);
- Оболочка – тело, ограниченное криволинейными поверхностями, расположенными на близком расстоянии друг от друга. По своей форме оболочки могут быть сферическими, цилиндрическими и каноническими. (котлы, купола зданий, корпуса подводных лодок);
- Пластинка – элемент конструкции, срединная поверхность которого представляет собою плоскость (крыша, днища резервуаров, перекрытия зданий и т.п.);
- Массивные тела – тела, у которых все три размера одного порядка (фундаменты сооружений, подпорные стенки и т.п.).
В сопротивлении материалов задачи, как правило, решаются простыми математическими методами с привлечением ряда упрощенных гипотез и экспериментальных данных.
При этом, решения доводятся до расчетных формул, которые пригодны для применения в инженерной практике.
Основные задачи в сопротивлении материалов
Дать оценку прочности соответствующей конструкции.
Определить предельно допускаемые нагрузки.
Подобрать необходимые размеры и выбрать подходящий материал, который обеспечит прочность и экономичность элементов.
Провести оптимизацию параметров конструкции, т.е. найти параметры, которые обеспечат наилучшие свойства конструкции.
Упрощающие гипотезы
Элементы конструкций и детали машин изготавливаются из различных материалов: металл, бетон, дерево, пластмасс и т.д.
Их структура и физические свойства очень разнообразны.
И из-за сложности большинства задач в сопротивлении материалов применяют 5 гипотез относительно свойства материала и характера взаимодействия нагрузок и деталей:
1. Материал деталей имеет сплошное строение, он однороден.
Это допущение достаточно обосновано для металлокристалических материалов, например, для стали, и менее обосновано для материалов типа чугуна (хрупкий).
Материал однороден, т.е. свойства любых сколь угодно малых его частиц совершенно тождественны.
Материал деталей изотропен, т.е. во всех направлениях его физико-механические свойства одинаковы. В противном случае, материал называют анизотропным.
Гипотеза о напряженном начальном состоянии, т.е. в детали нет внутренних усилий до действия нагрузок.
Принцип независимости действия и сложения сил - результат сложения простых видов деформации (кручение и изгиб, кручение и растяжение).
Принцип «Сен-Венана» - перемещение точек весьма мало зависит от способа приложения внешних сил, удаленных от этих точек (силы упругости мало зависят от способа приложения сил).
|
Скачать 3.9 Mb.