Министерство образования и молодежной политики Свердловской области Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение Свердловской области «Уральский колледж технологий и предпринимательства» (ГАПОУ СО «УКТП») Преподаватель ВКК Мишарина Наталья Юрьевна УД. Техническая механика Лекция. Общие сведения о сопротивлении материалов Вид учебного занятия: изучение нового материала; повторение пройденного
Задание. 1. Записать лекцию в тетрадь 2. Выполнить чертежи 4. Ответить на вопросы
сопротивлении материалов
1. При проектировании выбирают материалы и поперечные размеры конструкции такими, чтобы : материал конструкции надёжно, без риска разрушиться сопротивлялся внешним силам.
2. Выбранные материалы (конструкции) должны обеспечивать: А) прочность - способность СК выдерживать нагрузку без разрушения и остаточных деформаций. Б) жёсткость – способность СК сопротивляться упругим деформациям (не деформироваться, не прогибаться) В) устойчивость – способность СК сохранять первоначальную форму упругого равновесия.
А) Упругие – если тело после устранения нагрузки восстанавливает свои размеры и форму; Б) Остаточные (пластические) - если тело после устранения нагрузки не восстанавливает свои размеры и форму.
которые под действием внешних сил меняют свою форму и размеры, т.е. деформируются (в статике – абсолютно твёрдое тело, не деформируемое). Прим. Сопротивление материалов - раздел механики, называемый механикой деформируемых тел.
1. Материал однороден 2. Материал - сплошная среда, непрерывно заполняет объём СК 3. Материал изотропен, т.е. физико-механические свойства одинаковы по всем направлениям (древесина – анизотропна ) 4. Материал до определённых пределов имеет идеальную упругость, т.е. после снятия нагрузок тело полностью восстанавливает начальные формы и размеры.
А) принцип начальных размеров – исходят из начальной формы тела (СК) и его начальных размеров. Б) линейно-деформируемый характер деформации – перемещения точек упругого тела прямо пропорциональны силам, вызывающим эти перемещения.
В) принцип независимости действия сил : результат действия нескольких сил не зависит от последовательности нагружения ими данной СК и = ∑ результатов действия каждой силы в отдельности.
Виды нагрузок по способу их приложения к конструкции: А) Поверхностные: распределённые сосредоточенные Б) Объёмные (силы тяжести, силы инерции)
А) статические – медленно растут от «0» и остаются неизменными, достигнув конечного значения Б) повторно-переменные (циклические) – многократно изменяются (забивка свай) В) динамические (ударные) – прикладываются внезапно или с некоторой скоростью при контакте (забивка свай).
Расчётная схема – реальный объект, освобождённый от несущественных особенностей (на следующих 2-х слайдах конструктивная и расчётная схемы. Пластина (параллелепипед) – длина и ширина намного больше толщины 2. Оболочка – тело, ограниченное криволинейными поверхностями - длина и ширина намного больше толщины (криволинейная пластина)
3. Брус – тело, у которого размеры поперечного сечения малы по сравнению с его длиной. Прямой брус – прямая линия соединяет центры тяжести поперечных сечений бруса; 4. Стержень – брус, работает на растяжение или сжатие; 5. Балка – брус, к которому силы приложены под углом – брус будет не только сжиматься или растягиваться, но и изгибаться
1. В зависимости от того, какие силы приложены к телу, оно по-разному деформируется. 2. Напряжённое состояние тела определяют методом сечений: тело мысленно рассекают плоскостью на две части и рассматривают равновесие отсечённой части («смотрим», какое внутреннее напряжение внутри бруса от внешней нагрузки).
3. Принимают, что внутренние силы распределены равномерно, их равнодействующая = N 4. Уравнение равновесия внешних и внутренних сил, действующих на отсечённую часть бруса N – F = 0 N = F
Задание. Ответьте на вопросы 1. Задачи сопротивления материалов 2. Какие тела рассматривают статика и сопромат? 3. Упругие и пластичные деформации 4. Пояснить термины «идеальная упругость» и « анизотропность » 5. Метод сечений – суть, для чего необходим 6. Какая схема называется расчётной, какая конструктивной? 7. При методе сечений внутренние силы распределены ….. (как?) 8. Как вы понимаете принцип начальных размеров? 9. Что называют брусом? 10. В чём отличия бруса, стержня и балки? Что у них общего?
Рекомендации к выполнению работы: 1. Найдите и разберите ответы на эти вопросы в лекции 3. Откладываем тетрадь в сторону, отвечаем на вопросы письменно. 4. Переписывать с лекции ответы не нужно. Если трудно запомнить сразу, работаем по одному вопросу – прочитали, отложили тетрадь в сторону, записали СВОИМИ СЛОВАМИ.
В общем случае нагружения бруса – все внутренние силы можно привести к главному вектору и главному моменту - зарисовать.
1. Ось Z – направлена по нормали к сечению 2. Оси Ox и Оу – в плоскости сечения 3. 6 внутренних силовых факторов: - N - Q х и Q у - М кр – крутящий момент относительно оси Z М х и М у – изгибающие моменты относительно осей Ox и Оу определяют из 6 уравнений равновесия, составленных для отсечённой части бруса
1. При действии силы N - растяжение ( сжатие ) 2. При действии М кр – кручение 3. При действии только М х \ М у – чистый изгиб 4. При действии М х (или М у ) и поперечной силы Q у – поперечный изгиб 5. Сочетание внутренних силовых факторов вызывает сложное напряжённое состояние
1. Напряжение - интенсивность распределения внутренних сил по поперечному сечению. 2. Полное напряжение – в точке приложения его можно разложить на два составляющих напряжения (векторы): нормальное и касательное
интенсивность распределения внутренних сил, перпендикулярных плоскости сечения σ = N \ S S - площадь поперечного сечения N – равнодействующая внутренних нормальных сил
- интенсивность распределения внутренних сил, лежащих в плоскости сечения τ = Q \ S S - площадь поперечного сечения Q – равнодействующая внутренних сил, лежащих в плоскости сечения
1 Па = 1Н\м 2 1 МПа = 1Н\мм 2
Задание. Ответьте на вопросы 1. Задачи сопротивления материалов 2. Какие тела рассматривают статика и сопромат? 3. Упругие и пластичные деформации 4. Пояснить термины «идеальная упругость» и « анизотропность » 5. Метод сечений – суть (цель) 6. К чему можно привести все внутренние силы в общем случае нагружения бруса? 7. Сколько внутренних силовых факторов и какие могут быть в общем случае нагружения бруса? Сколько уравнений нужно для определения этих силовых факторов? 8. Напряжение – определение 9. Полное напряжение – определение, рисунок 10. Единицы измерения напряжения
Рекомендации к выполнению работы: 1. Найдите ответы на эти вопросы в лекции 2. Откладываем тетрадь в сторону, отвечаем на вопросы письменно (кратко, без «воды»). 3. Переписывать с лекции ответы не нужно. Если трудно запомнить сразу, работаем по одному вопросу – прочитали, отложили тетрадь в сторону, записали СВОИМИ СЛОВАМИ. 4. Одинаковые (списанные) работы не оцениваются
