курсовая. Конспект.Тех-мех. 1. Основные понятия сопротивления материалов. Деформации упругие и пластические. Метод сечений
 Скачать 278.09 Kb.
|
|
1. Написать сообщения на темы: 1. Основные понятия сопротивления материалов. Деформации упругие и пластические. Метод сечений. Сопротивление материалов — это наука о прочности и надёжности деталей машин и конструкций. В её задачи входит обобщение инженерного опыта создания машин и сооружений, разработка научных основ проектирования и конструирования надёжных изделий, совершенствование методов оценки прочности. Допущения о свойствах материала: Материал считается сплошным, однородным, изотропным и идеально упругим. Сплошность – материал считается непрерывным. Однородность –физические свойства материала одинаковы во всех его точках. Изотропность – свойства материала одинаковы по всем направлениям. Идеальная упругость – свойство материала ( тела) полностью восстанавливать свою форму и размеры после устранения причин, вызвавших деформацию. Упругая и пластическая деформация Деформация- это изменение формы и размеров тела при напряжении. Деформация, которая возникает при относительно низком напряжении и исчезает после снятия нагрузки, называется упругой, а оставшийся остаток-пластическим. Когда напряжение возрастает, деформация может закончиться разрушением. Деформация металла под действием напряжений может быть упругой и пластической. Пластической, или остаточной, называется деформация, остающаяся после прекращения действия сил, вызвавших ее. Действие на тело внешних сил приводит к его деформации (меняется взаимное расположение частиц тела). Вследствие этого между частицами возникают дополнительные силы взаимодействия. Это силы сопротивления изменению формы и размеров тела под действием нагрузки, называют внутренними силами. С увеличением нагрузки внутренние усилия возрастают. Выход из строя элемента конструкции наступает при превышении внешних сил некоторого предельного для данной конструкции уровня внутренних усилий. Метод сечений состоит в том, что брус, находящийся в равновесии под действием системы внешних сил, мысленно рассекают на две части и рассматривают равновесие одной из них, заменяя действие отброшенной части бруса системой внутренних сил, распределенных по сечению . 2. Растяжение и сжатие. Эпюры продольных сил и нормальных напряжений. Условие прочности. Растяжением (сжатием) - называется такой вид деформации, при котором в любом поперечном сечении стержня возникает только продольная растягивающая (сжимающая) сила. При такой деформации вводятся следующие допущения: поперечные сечения стержня плоские и нормальные к его оси до деформации остаются плоскими и нормальными после деформации — гипотеза плоских сечений, или гипотеза Бернулли. В соответствии с этой гипотезой в поперечном сечении возникают только нормальные напряжения, равномерно распределенные по сечению:  где N— продольная сила; F— площадь поперечного сечения. Основные типы задач на растяжение (сжатие): 1) проверка прочности стержня — по заданной нагрузке и размерам поперечного сечения стержня определяются фактические напряжения и сравниваются с допускаемыми; 2) определение поперечного размера стержня — проводится по известной нагрузке и допускаемому напряжению.  3) определение допускаемой продольной силы — проводится по заданным поперечным размерам и известному допускаемому напряжению  Эпюры продольных сил и нормальных напряжений:  График изменения продольной силы вдоль оси бруса показан на рис. 1.2, г. График, показывающий изменение продольных сил по длине оси бруса, называется эпюрой продольных сил (эпюройN). Растягивающие продольные силы принято считать положительными, а сжимающие - отрицательными. Рассмотрим (рис. 1.2, а) прямой брус постоянной толщины, закреплённый одним концом и нагруженный на другом конце силой Р, направленной вдоль его оси. Под действием закрепления и внешней силы Р брус растягивается (деформируется). При этом в закреплении возникает некоторое усилие, благодаря которому верхний край брусаостаётсянеподвижным. Это усилие называют реакциейзакрепления на внешнюю нагрузку. Заменим влияние закрепления на стержень эквивалентно действующей силой. Эта сила равна реакции закрепления R . Под действием двух внешних воздействий: известной силы Р и неизвестной пока реакции R- брус находится в равновесии. Уравнение равновесия бруса:  Нормальное напряжение считается положительным, если действует растягивающим образом. воздействие верхней части бруса на сечение (рис.2.4.1). Она давит на нижнюю часть поверхностной нагрузкой . Эта нагрузка называется нормальным напряжением. Другими словами, нормальное напряжение этоинтенсивность усилия сжатия или растяжения (т.е. это усилие растяжения или сжатия на единичную площадку сечения, которым одна часть тела действует на другую).  Условие прочности: σmax ≤ [σ], где : σmax — максимальное напряжение в конструкции, [σ] = σпред — допускаемое напряжение. На основании анализа напряженного состояния конструкции выявляется та точка сооружения, где возникают наибольшие напряжения. Расчетная величина напряжений сопоставляется с предельно допустимой величиной напряжений для данного материала. Из сопоставления найденных расчетных напряжений и предельных напряжений делается заключение о прочности и надежности конструкции. 3. Кручение, основные понятия и определения. Построение эпюр крутящих моментов. Условие прочности. Под кручением понимается такой вид деформации, когда в поперечных сечениях бруса действует только крутящий момент Mk, (другое обозначение T, Mz), а остальные силовые факторы (нормальная и поперечная силы и изгибающие моменты) отсутствуют. Или другое определение кручением называют деформацию, возникающую при действии на стержень пары сил, расположенной в плоскости, перпендикулярной к его оси Кручение возникает в валах, винтовых пружинах, в элементах пространственных конструкций и т.п. Деформация кручения наблюдается если прямой брус нагружен внешними моментами (парами сил M), плоскости действия которых перпендикулярны к его продольной оси . В чистом виде деформация кручения встречается редко, обычно присутствуют и другие внутренние силовые факторы (изгибающие моменты, продольные силы). Стержни круглого или кольцевого сечения, работающие на кручение, называют валами. Внешние крутящие моменты передаются на вал в местах посадки на него шкивов, зубчатых колес, там, где поперечная нагрузка смещена относительно оси вала. Построение эпюр крутящих моментов: Для определения напряжений и деформаций вала необходимо знать значения внутренних крутящих моментов Mk (Mz) в поперечных сечениях по длине вала. Диаграмму, показывающую распределение значений крутящих моментов по длине бруса, называют эпюрой крутящих моментов. Зная величины внешних скручивающих моментов и используя метод сечений, мы можем определить крутящие моменты, возникающие в поперечных сечениях вала.На основании метода сечений крутящий момент в произвольном поперечном сечении вала численно равен алгебраической сумме внешних скручивающих моментов, приложенных к валу по одну сторону от рассматриваемого сечения. В технике употребляется терминология « винт с правой нарезкой» или «…с левой нарезкой…», причем правый винт наиболее распространен, являясь стандартом. Полезно заметить, что при навинчивании гайки на правый винт мы прикладываем положительный момент Mкр , а при свинчивании гайки – отрицательный.  Условие прочности: σmax ≤ [σ], где : σmax — максимальное напряжение в конструкции, [σ] = σпред — допускаемое напряжение. На основании анализа напряженного состояния конструкции выявляется та точка сооружения, где возникают наибольшие напряжения. Расчетная величина напряжений сопоставляется с предельно допустимой величиной напряжений для данного материала. Из сопоставления найденных расчетных напряжений и предельных напряжений делается заключение о прочности и надежности конструкции. |