Е допущение, или принцип Сен-Венана. В точках тела, достаточно удаленных от мест приложения нагрузок, внутренние силы весьма мало зависят от конкретного способа приложения этих нагрузок.
Е допущение. Материал детали изотропен, т. е. обладает во всех направлениях одинаковыми свойствами.
Е допущение. Материал детали однороден, т. е. обладает во всех точках одинаковыми свойствами.
Материалы, свойства которых в разных направлениях различны, называются анизотропными.
4-е допущение. В теле до приложения нагрузки нет внутренних (начальных) усилий. Изменению формы и размеров тела под нагрузкой сопротивляются силы взаимодействия между частицами материала, называемые силами упругости.
5-е допущение, или принцип независимости действия сил. Результат воздействия на тело системы сил равен сумме результатов воздействия тех же сил, прилагаемых к телу последовательно и в любом порядке.
Принцип независимости действия сил, широко применяемый в теоретической механике для абсолютно твердыхтел, к деформируемым телам применим лишь при следующих двух условиях:
|
|
1. Перемещения точек приложения сил малы по сравнению с размерами тела.
2. Перемещения, являющиеся результатом деформации тела, линейно зависят от действующих сил. Такие тела (системы) называют линейно деформируемыми или подчиняющимися закону Гука.
В обычных конструкциях оба эти условия выполняются, и поэтому принцип независимости действия сил при силовом расчете конструкций используется широко.
Этот принцип во многих случаях позволяет производить замену одной системы сил другой системой, статически эквивалентной, что может упростить расчет.
3. ВНЕШНИЕ СИЛЫ (НАГРУЗКИ)
Нагрузки, действующиена сооружения и их элементы, представляют собой силы или пары сил (моменты), которые могут рассматриваться как сосредоточенные или распределенные.
Сосредоточенные нагрузки выражаются в ньютонах, килоньютонах или меганьютонах (Н, кН, МН).
Распределенные нагрузки могут быть поверхностными (например, давление ветра или воды на стенку)и объемными (например, сила тяжести тела, силы инерции).
Силу тяжести стержня, учитывая небольшие размеры его поперечного сечения по сравнению с длиной, рассматривают обычно не как объемную нагрузку, а как нагрузку, распределенную по длине стержня.
Распределенные нагрузки выражаются в единицах силы, отнесенных к единице длины, или к единице поверхности, или к единице объема. И сосредоточенные, и распределенные нагрузки могут бытькак статическими, так и динамическими.
Статическими называются нагрузки, которые изменяют свою величину или точку приложения (или направление) с очень небольшой скоростью, так что возникающими при этом ускорениями можно пренебречь. При действии таких нагрузок колебания сооружений и их частей пренебрежимо малы.
|
|
Динамическими называются нагрузки, изменяющиесявовремени с большой скоростью (например, ударные нагрузки). Действие таких нагрузок сопровождается возникновением колебаний сооружений. При колебании же вследствие изменения скорости колеблющихся масс возникают силы инерции, пропорциональные (по второму закону Ньютона) колеблющимся массам и ускорениям. Эти силы инерции могут во много раз превосходить те же нагрузки, приложенные статически.
Законы изменения нагрузок во времени могутиметь весьмасложный характер.
В частном случае изменение нагрузки F можетноситьпериодически повторяющийся характер, так что через одни и те же промежутки времени t максимальные значения нагрузки будут повторяться.
Нагрузки такого типа называются нагрузками с установившимся режимом или повторно-периодическими (рис. 3).
Рисунок 3
Однако во многих других случаях изменение нагрузкивовремени не имеет установившегося характера (рис. 4). Таковы нагрузки, действующие на детали автомобилей, тракторов, станков, а также нагрузки, действующие на сооружения (дома, мачты и т. п.) от давления ветра, снега и т. п. Эти нагрузки называются повторными нагрузками неустановившихся режимов.
Рисунок 4
В машиностроении расчетные нагрузки определяются в зависимости от конкретных условий работы машины: по номинальным значениям мощности, угловой скорости отдельных ее деталей, силы тяжести, сил инерции и т. п. Например, при расчете деталей трехтонного автомобиля учитывают номинальный полезный груз, равный 3 т. Возможность же перегрузки автомобиля учитывают тем, что размеры сечения деталей назначают с некоторым запасом прочности.
Тема: Метод сечений для определения внутренних усилий. Напряжения.
План лекции: