Задачи и гипотезы сопротивления материалов

Типы задач сопротивления материалов

УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ

Сопротивление материалов — это наука об инженерных мето­дах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов конструкций.

Любая машина или постройка представляет собой более или менее сложную материальную конструкцию, которая, сохраняя форму и размеры отдельных элементов, должна выдерживать определенные, иногда очень значительные, нагрузки. В теоретической механике при определении реакций опор не возникало проблемы сохранения формы и размеров рассматриваемых в задачах элементов конструкций, так как они считались абсолютно твердыми - неизменяемыми. На самом деле под действием внешних сил все твердые материальные тела деформируются, т. е. их форма и размеры изменяются.

Одним из основных понятий сопротивления материалов является понятие о деформации тела при различных внешних воздействиях. Деформация твердого тела связана с изменением его размеров и формы. Например, стер­жень под действием растягивающих сил удлиняется, балка, на­груженная поперечной нагрузкой, изгибается и т.п.

Способность конструкции (или отдельного ее элемента) выдерживать заданную нагрузку не разрушаясь и без появления остаточных деформаций называют прочностью.

Способность конструкции (или отдельного элемента) сохранять исходную форму в заданных (обычно весьма малых) пределах называется жесткостью.

Способность конструкции (или отдельного элемента) сохранять первоначальную форму упругого равновесия называют устойчивостью.

.

Рис. 1.1 Рис. 1.2

Рис. 1.3

. Реальный объект, освобожденный от несущественных особенностей, носит название расчетной схемы (рис. 1.3 ).

. В сопротивлении материалов все многообразие форм элементов конструкций сведено к трем геометрическим схемам: стержень (балка, брус), оболочка и массив.

Рис. 1.4

Брусом называется тело, одно из измерений которого (длина) значительно превышает два других. (рис. 1.4)

К оболочкам относят тела, одно из измерений которых (толщина) во много раз меньше двух других размеров.

Массивом считается тело, все три размера а, b, с которого имеют один порядок (рис. 1.5)..

Рис. 1.5

Классификация нагрузок

Под нагрузкой понимают не только механическое усилие, но и любое другое действие (тепловое или физико-механическое), приводящее к появлению деформаций. Нагрузки классифицируют по двум признакам - способу их приложения к элементу конструкции и характеру действия на него.

По способу их приложения к телу нагрузки делятся на поверхностные и объемные.

В свою очередь, поверхностные силы делятся на распределенные и сосредоточенные.