Простейшие элементы конструкции
Задачи курса сопротивления материалов
Введение
Различные сооружения и машины, проектированием и строительством которых занимается инженер в своей практической деятельности, помимо других качеств должны обязательно обладать прочностью, т. е. способностью сопротивляться разрушениюпод действием приложенных кним внешнихсил (нагрузок).
Для этого элементы (детали) сооружений и машин должны быть изготовлены из соответствующего материала, и иметь, необходимые размеры.
Изложение методов расчета элементов конструкцийна прочность и составляет первую задачу курса сопротивления материалов.
Во многих случаях приходится определять те изменения формы и размеров (деформации), которые возникают в элементах конструкций при действии нагрузок.
Способность элемента конструкции сопротивляться деформации называется жесткостью.
Отсюда вторая задача курса: изложение методов расчета элементов конструкций на жесткость.
|
|
Третья задача сопротивления материалов связана с изучением устойчивости форм равновесия реальных (т. е. деформирующихся) тел.
Под устойчивостью понимают способность элемента сопротивляться возникновению больших отклонений от невозмущенного равновесия при малых возмущающих воздействиях.
Конструкции, с которыми инженеру приходится встречаться «на практике, имеют в большинстве случаев сложную форму, отдельные элементы которой можно свести к следующим простейшим типам:
1. Брус — тело, у которого два размерамалы по сравнению с третьим (рис. 1, а). В частном случае брус можетиметьпостоянную площадь поперечного сечения и прямолинейнуюось.
Брус с прямолинейнойосью называют стержнем.
Ось бруса – это линия, соединяющая центрытяжести егопоперечных сечений.
Плоская фигура, имеющая свой центр тяжести на оси и нормальная к ней, называется его поперечным сечением.
2. Пластинка – тело, ограниченное двумя плоскими поверхностями, расстояние между которыми малопо сравнению с прочими размерами (рис. 1, б).
3. Оболочка – тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, расстояние между которыми мало по сравнению с прочими размерами (рис. 1, в).
4. Массив — тело, у которого все три размера одного порядка. В курсе «Сопротивление материалов» рассматриваются преимущественно тела, имеющие форму брусьев постоянного сечения, и простейшие системы, состоящие из них. При этом имеются в виду брусья, обладающие достаточной жесткостью, т. е. не претерпевающие значительных деформаций при нагрузке.
Рисунок 1
|
|
В очень же гибких стержнях (рис. 2) возникают столь значительные деформации,что с этим нельзя не считаться даже при определении опорных реакций. Определение же нового расстояния l 2, значительно отличающегося от первоначального l 1, представляет собой довольно сложную задачу.
Рисунок 2
2. ДОПУЩЕНИЯ
Из-за сложности задачи расчета элементов конструкций в сопротивлении материалов принимаются некоторые упрощающие допущения относительно свойств материала, нагрузок и характера взаимодействия детали и нагрузок.
1-е допущение. Материал тела имеет сплошное (непрерывное) строение.