2020-04-12
218
ПРОГРАММА
Тема 16. Основные положения
Тело, что деформируется; упругость и пластичность. Основные задачи сопротивления материалов. Предыдущие понятия о расчетах на прочность, жесткость и стойкость. Классификация нагрузок; силы поверхностные и объемные; статические, динамические и переменные нагрузки.
Основные гипотезы и допущения, применяемые в сопротивлении материалов о свойствах деформированного тела (однородность, изотропность, непрерывность строения, идеальная упругость в определенных границах нагрузки), и характеры деформации (принцип начальных размеров, линейная зависимость между силами и упругими перемещениями, что вызываются ими). Принцип независимости действия сил. Понятие о брусе, оболочку и пластинку.
Метод пересечений. Применение метода пересечений для определения внутренних силовых факторов, что возникают в поперечных пересечениях бруса (продольной и поперечных сил, крутящих и изгибистых моментов). Напряжение полно, нормально и касательное.
Тема 17. Растягивание и сжатие
Продольные силы и их эпюры. Гипотеза плоских пересечений. Нормальные напряжения в поперечных пересечениях бруса; эпюры нормальных напряжений по длине бруса. Принцип Сен-Венана.
Продольная и поперечная деформация при растягивании (сжатии). Закон Гука. Модуль продольной упругости. Коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона). Жесткость пересечения и жесткость бруса. Определение осевых перемещений поперечного пересечения бруса. Анализ напряженного состояния при одноосном растягивании (сжатии). Максимальные касательные напряжения.
Испытание материалов на растягивание и сжатие при статической нагрузке. Диаграмма растягивания малоуглеродистой стали и ее характерная параметры; границы пропорциональности, упругости, текучести, прочности (временное сопротивление).
Характеристики пластических свойств: относительное остаточное удлинение при разрыве и поперечное сужение. Закон разгрузки и повторной нагрузки. Условная граница текучести для пластических материалов, диаграммы растягивания хрупких материалов. Механические свойства пластических и хрупких материалов при сжатии.
Условия прочности: действительный и необходимый (задан, допустимый) коэффициент запаса прочности по границам текучести и прочности. Основные факторы, что влияют на выбор необходимого коэффициента запаса прочности. Напряжение, что допускается; условие прочности, выраженное через допустимое напряжение. Расчеты на прочность: проверочные (проверка прочности, определение допустимой нагрузки), проектные определения необходимых размеров поперечного пересечения бруса).
Статически неопределимые системы. Температурные напряжения в статически неопределимых системах.
33
Тема 18. Практические расчеты на срез и смятие
Срез, основные расчетные предпосылки, расчетные формулы. Смятие, условности расчета, расчетные формулы. Расчеты на срез и смятие соединенных заклепками, болтами, поставленными в отверстия без зазоров штифтами и т.д.
Тема 19. Кручение
Деформация сдвига и ее исследования на примере кручения тонкостенной трубы. Чистый сдвиг. Закон гука для сдвига. Модуль сдвига. Закон четности касательных напряжений. Зависимость между тремя упругими постоянными для изотропного тела (без вывода).
Кручение прямого бруса круглого поперечного пересечения.
Крутильный момент; построение эпюр. Основные гипотезы. Напряжения, что возникают в поперечных пересечениях бруса. Угловые перемещения. Полярные моменты инерции и сопротивления для круга и кольца. Расчеты на прочность и жесткость.
Расчет цилиндровых винтовых пружин растягивания и сжатия. Определения расчетных напряжений (условие прочности) и изменения высоты пружины под нагрузкой.
Тема 20. Геометрические характеристики плоских пересечений
Статические моменты пересечений. Осевые, центробежные и полярные моменты инерции. Связь между моментами инерции (осевыми) относительно параллельных осей. Понятие о главных центральных осях и главных центральных моментах инерции. Главные центральные моменты инерции прямоугольника, кольца, и составных пересечений, что имеют не меньше одну ось симметрии.
Тема 21. Изгиб
Основные понятия и определения; классификация видов изгиба; прямой изгиб, чистый поперечный и поперечный, косой изгиб, чистый и поперечный. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе- поперечная сила и сгибающий момент. Дифференциальная зависимость между сгибающим моментом, поперечной силой и интенсивностью распределения нагрузки.
Построение эпюр поперечных сил и сгибающих моментов. Зависимость между сгибающим моментом и кривизной оси бруса. Жесткость пересечения при изгибе. Нормальные напряжения, что возникают в поперечных пересечениях бруса при чистом изгибе. Осевые моменты сопротивления. Рациональные формы поперечных пересечений балок, выполненных из материалов, что оказывают одинаково сопротивление растягиванию и сжатию.
Понятие о касательных напряжениях при изгибе, линейные и угловые перемещения при прямом изгибе. Расчет балок на жесткость.
Тема 22. Изгиб и кручение
Приложи работы бруса на совместимое действие изгиба и кручения. Внутренние силовые факторы. Формулы для эквивалентного напряжения по гипотезе наибольших касательных напряжений и гипотезе изменения энергии. Эквивалентный момент по этим гипотезам.
Расчет бруса круглого, поперечного пересечения на изгиб с кручением.
34
Тема 23. Расчеты на прочность при переменных напряжениях
Условия работы деталей машин; возникновение переменных напряжений. Циклы напряжений. Усталостное разрушение. Кривая усталости (Кривая Велера). Граница выносливости. Связь границ выносливости с характеристиками статической прочности; эмпирические формулы. Зависимость границы выносливости от вида деформации бруса. Местные напряжения, теоретический коэффициент концентрации напряжений. Влияние концентрации напряжений на прочность деталей. Влияние концернтрации напряжений при переменных напряжениях. Эффективный коэффициент концентрации напряжений. Масштабный фактор и коэффициент качества поверхности. Понятие о расчетах на прочность при переменных напряжениях.
Тема 24. Стойкость сжатых стержней
Понятие о стойких и неустойчивых формах упругого равновесия. Критическая сила. Связь между критической и допустимыми нагрузками. Формула Эйлера (без вывода) при разных случаях опорных закреплений сжатого стержня. Критическое напряжение. Гибкость. Границы применимости формулы Эйлера, предельная гибкость. Расчеты сжатых стержней по формуле Эйлера. Эмпирические формулы для критических напряжений в функции от гибкости. Расчеты сжатых стержней по формуле Эйлера и по эмпирическим формулам.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мовнин М.С., Израелит А.Б. Сопротивление материалов. Л., 1971.
2. Ицкович Г.М., Винокуров А.И., Барановский Н.В. Сборник задач по сопротивлению материалов. Л., 1972.
3. Е.В.Лаврова, Д.В.Чернилевский, Техническая механика, контрольные задания, Москва, «Висшая школа», 1980, 104с.
