Растяжение и сжатие
 Скачать 35.92 Kb.
|
|
Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования «Полоцкий государственный университет» Кафедра «Технология и оборудование машиностроительного производства» Реферат на тему «Растяжение и сжатие» Студента механико-технологического факультета 3 курс, гр. 18-ПТТ Верхова К.И. Проверил Попок Н.Н. Новополоцк 2020 г. Введение Сопротивление материалов является частью более общей науки – механики твердого деформируемого тела, в которую входят: теория упругости, теории пластичности и ползучести, теория сооружений, строительная механика, механика разрушения и др. Задачей сопротивления материалов является изучение методов расчета простейших элементов конструкций и деталей машин на прочность, жесткость и устойчивость. Прочностью называется способность элемента конструкции сопротивляться воздействию приложенных к нему сил не разрушаясь. Жесткостью называется способность элемента конструкции сопротивляться воздействию приложенных к нему сил, получая лишь малые упругие деформации. Устойчивостью называется способность элемента конструкции сохранять первоначальную форму равновесия под действием приложенных сил. Реальные тела не являются абсолютно твердыми и под действием приложенных к ним сил изменяют свою первоначальную форму и размеры, то есть деформируются. Деформации тела, исчезающие после снятия внешних сил, называются упругими, а не исчезающие – остаточными или пластическими. Изотропный материал - материал, физико-механические свойства которого постоянны и одинаковы во всех направлениях. Представителями являются аморфные материалы, такие как стекло и смолы Анизотропный материал - материал, свойства которого разные в разных направлениях. Представители - пластмассы, текстолит и т.п Схематизация силового воздействия – представляет модель механического действия внешних сил на объект от других тел или сред. К внешним силам относятся также и реакции связей, определяемые методами теоретической механики Сосредоточенная сила – сила, рассматриваемая в курсе теоретической механики как вектор, характеризуемый модулем (величиной), направлением действия и точкой приложения. Здесь такая сила является условной, поскольку механическое взаимодействие деформируемых тел не может осуществляться в точке (площадь контакта не равна нулю). Условность состоит в том, что в случае малости площадки контакта по сравнению с размерами объекта, сила считается приложенной в точке. Если же определяются контактные напряжения, например, в головке рельса, то учитывается фактическое распределение нагрузки на рельс по площадке контакта, размеры которой зависят от величины сжимающей силы (равнодействующей давления). Сосредоточенная сила измеряется в ньютонах (Н). Объемные силы – силы, распределенные по объему (силы тяжести, силы инерции), приложенные к каждой частице объема. Для этих сил схематизация часто состоит в задании простого закона изменения этих сил по объему. Объемные силы определяются их интенсивностью, как предел отношения равнодействующей сил в рассматриваемом элементарном объеме к величине этого объема, стремящего к нулю:  и измеряются в Н/м3.Поверхностные силы – силы, распределенные по поверхности (давление жидкости, газа или другого тела), характеризуемые интенсивностью давления, как предел отношения равнодействующей сил на рассматриваемой элементарной площадке к величине площадиэтой площадки, стремящейся к нулю:  и измеряются в Н/м2Линейно распределенная нагрузка – силы, распределенные по некоторой линии (длине), характеризуемая интенсивностью нагружения, как предел отношения равнодействующей сил на рассматриваемой элементарной длине линии к величине длины этой линии, стремящейся к нулю:  и измеряются в Н/м.По характеру воздействия на сооружения внешние силы делятся на статические и динамические. Динамическая нагрузка быстро изменяется во времени (при движении подвижного состава, колебания, удар). При медленном изменении нагрузки можно пренебречь силами инерции и деформациями, возникающими в объекте, и такая нагрузка может условно считаться статической. По времени действия на сооружения нагрузки делятся на постоянные (вес пролетного строения, вес мостового полотна) и временные (нагрузка от проходящего подвижного состава, ветровая или снеговая нагрузка). Растяжение-сжатие – это такой вид деформации, при котором в поперечном сечении возникает только продольная сила Nz. Чтобы вызвать растяжение-сжатие нужно приложить внешнюю силу вдоль продольной оси к центру тяжести сечения. Продольная сила –это внутренняя сила, перпендикулярная плоскости сечения, она равна сумме внешних сил, действующих по одну сторону от сечения вдоль продольной оси. Продольная сила положительна, если внешняя сила растягивает сечение. Продольная сила отрицательна, если внешняя сила сжимает сечение. При растяжении – сжатии в сечении возникают только нормальные напряжения. Нормальные напряжения пропорциональны продольной силе и обратно пропорциональны площади поперечного сечения. Расчетные напряжения – зависят от заданной нагрузки и размеров конструкции. Предельные напряжения – при них возникают пластические деформации или первые признаки разрушения. Допускаемые напряжения- при этих напряжениях гарантируется нормальная работа конструкции, превышать их нельзя. Коэффициент запаса прочности – это величина, которая показывает во сколько раз расчетное напряжение должно быть меньше предельного. При продольном осевом нагружении (растяжении-сжатии) в поперечных сечениях бруса имеют место только нормальные напряжения σ. Поэтому для обеспечения прочности стержней и стержневых систем достаточно выполнение условия:  Данное условие означает что для того чтобы стержень при растяжении-сжатии оставался прочным, напряжения σ в его сечениях не должны превышать допустимых значений [σ]. Расчетный коэффициент запаса прочности должен быть больше нормативного (допускаемого). Существует 3 вида расчетов на прочность при растяжении-сжатии: Проверочный расчет – таким расчетом мы проверяем прочность сечения Проектный расчет – им мы определяем размеры опасного сечения Определение допускаемой нагрузки – определяем нагрузку, которую выдержит сечение Закон Гука: Нормальное напряжение в поперечном сечении прямо пропорционально величине продольного усилия и обратно пропорционально площади сечения. Открыт в 1660 году английским учёным Робертом Гуком При расчетах на жесткость определяют удлинение (укорочение) бруса и сравнивают его с допустимым:  L – длина участка, на котором происходит деформация (мм); Е – модуль Юнга (МПа) А – площадь сечения (мм кв) Nz – продольная сила (Н)Для определения механических характеристик материала проводят испытание образцов на специальных гидравлических машинах. В процессе испытания машина выводит график, показывающий зависимость между напряжениями и деформацией, либо между силой и к удлинением (укорочением) образца. Такие график получил называние – диаграмма растяжения (сжатия). Механические испытания на растяжение производятся на разрывной машине, используя образцы стандартной формы и размеров. Точка 1 - предел пропорциональности: удлинение растет пропорционально нагрузке, на этом участке выполняется закон Гука. Точка 2- предел упругости материала, материал теряет упругие свойства – способность вернуться к исходным размерам. Точка 3 - конец участка, на котором образец сильно деформируется без увеличения нагрузки. Это явление называется текучестью. Точка 4 соответствует максимальной нагрузке, в этот момент на образце образуется шейка – резкое уменьшение площади поперечного сечения. Точка 5 – разрыв образца. Для определения механических характеристик материала рассчитываются величины, имеющие условный характер, усилия (F) в каждой из точек делят на величину начальной площади поперечного сечения (А). Предел пропорциональности – наибольшее напряжение, до которого существует пропорциональная зависимость между нагрузкой и деформацией пц=Fпц/А Предел текучести - наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения растягивающей нагрузки Т=FТ/А Предел выносливости – Свойство материала выдерживать, не разрушаясь, больше число циклов переменных напряжений в=Fв/А |