Виды расчетов. Основные допущения о свойствах материалов.

Виды расчетов:

· Расчет на прочность обеспечивает не разрушение конструкций

· Расчет на жесткость обеспечивает деформации элементов конструкий в пределах допустимых норм

· Расчет на выносливость обеспечивает необходимую долговечность элементов конструкции

· Расчет на устойчивость обеспечивает сохранение необходимой формы равновесия

· Расчет на колебания выявляет опасные режимы работы конструкции

Основные допущения о свойствах материала:

· Однородный материал – физико-механические св –ва не зависят от координат(металлы)

· Изотропный – независимость свойств в точке от направления нагрузок(древесина)

· Сплошная среда – материал непрерывно заполняет объем

· Идеальная упругость – сохраняет геометрические размеры поле снятия нагрузок

9 Диаграмма растяжения малоуглеродистой стали. Характерные точки диаграммы.

F - продольная растягивающая сила, [Н];

Δl - абсолютное удлинение рабочей части образца, [мм]

Как видно из рисунка, диаграмма имеет четыре характерных участка:

I - участок пропорциональности;

II - участок текучести;

III - участок самоупрочнения;

IV - участок разрушения.

Рассмотрим подробнее процесс построения диаграммы.

В самом начале испытания на растяжение, растягивающая сила F, а следовательно, и деформация Δl стержня равны нулю, поэтому диаграмма начинается из точки пересечения соответствующих осей (точка О).

На участке I до точки A диаграмма вычерчивается в виде прямой линии. Это говорит о том, что на данном отрезке диаграммы, деформации стержня Δl растут пропорционально увеличивающейся нагрузке F.

После прохождения точки А диаграмма резко меняет свое направление и на участке II начинающемся в точке B линия какое-то время идет практически параллельно оси Δl, то есть деформации стержня увеличиваются при практически одном и том же значении нагрузки.

В этот момент в металле образца начинают происходить необратимые изменения. Перестраивается кристаллическая решетка металла. При этом наблюдается эффект его самоупрочнения.

После повышения прочности материала образца, диаграмма снова "идет вверх" (участок III) и в точкеD растягивающее усилие достигает максимального значения. В этот момент в рабочей части испытуемого образца появляется локальное утоньшение (рис. 2), так называемая "шейка", вызванное нарушениями структуры материала (образованием пустот, микротрещин и т.д.).

Вследствие утоньшения, и следовательно, уменьшения площади поперечного сечения образца, растягиваещее усилие необходимое для его растяжения уменьшается, и кривая диаграммы "идет вниз".

В точке E происходит разрыв образца. Разрывается образец конечно же в сечении, где была образована "шейка"

10. Классификация нагрузок

Нагрузки – внешние активные (заданные) силы.

По характеру действия нагрузки могут быть:

· Статическиенагрузки почти не изменяются в тече­ние всего времени работы конструкции или меняются очень медленно (например, давление ферм на опо­ры).

· Динамические нагрузки(ударные) действуют непродолжительное время. Их воз­никновение связано в большинстве случаев с наличием значительных уско­рений и сил инерции.

По продолжительности действия принято различать:

· Примером постоянной нагрузки может слу­жить соб­ственный вес подшипника скольжения на кронштейн.

· Переменной нагрузке – многократно меняет величину. Действие такой нагрузки вызывает «усталость» металла

По способу приложения нагрузки бывают:

· Сосредоточенные нагрузки передают свое действие через очень малые площади. Примерами таких нагрузок могут служить давление колес железнодорожного вагона на рельсы, давление тележки тали на монорельс и т. д.

· Распределенные нагрузки действуют на сравнительно большой площади. Например, вес станка передается через станину на всю площадь соприкосновения с фундаментом. При решении задач статики для абсолютно твёрдого тела распределенную нагрузку можно заменить равнодействующей.

- равномерно-распределенная нагрузка : (q = const, q – интенсивность распр.нагрузки)

- неравномерно-распр-ная нагрузка: (q ≠ const)

11. Классификация элементов конструкций по их форме.

1)Брус(рисунок: а, б) – тело, у которого длина намного больше др. размеров тела.
Брусья могут быть прямолинейными, криволинейными, постоянного и переменного сечения, плоскими и пространственными, иметь различные по форме сечения б).

Осью бруса называется линия, соединяющая центры тяжести его поперечных сечений.

2)Брус с прямолинейной осью называется стержнем. , где L –длина, h – высота, d – толщина, L>>h>>d
3) Оболочка(рисунок в). – тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с прочими размерами
4)Если поверхности оболочки плоские, то такой элемент называетсяпластиной (рисунок г).
5) Массив(рисунок д). – тело, у которого все три размера имеют один порядок

12. Метод сечений.

Под действием внешних сил в детали возникают внутренние силы упругости. Для определения внутренних усилий используется МЕТОД СЕЧЕНИЙ (РОЗУ).

РОЗУ заключается : в мысленном рассечении тела плоскостью и рассмотрение равновесия любой из рассеченных частей.

РОЗУ:

- разрезаем,

- отбрасываем (одну из отсеченных частей);

- заменяем (действие отброшенной части реакциями);

- уравновешиваем (оставшуюся часть).

Если тело находится в равновесии, то в равновесии находится любая из его частей. Внутр. Силы определяются из уравнений равновесия, составленных для рассматриваемой части тела.