Тема 3 Деформация тел

Прочность – способность тела сопротивляться внешним нагрузкам. Коэффициент запаса – величина, показывающая способность конструкции выдерживать прилагаемые к ней нагрузки выше расчётных. Наличие запаса прочности обеспечивает дополнительную надёжность конструкции, чтобы избежать катастрофы в случае возможных ошибок проектирования, изготовления или эксплуатации. Общая формула для коэффициента запаса имеет вид:

где S – предельно допустимое значение рассматриваемой величины (силы,
           напряжения, перемещения и т. д.);

  T –  расчетное значение этой величины.

Устойчивость – способность тела под нагрузкой сохранять первоначальную форму устойчивого равновесия.

Выносливость– способность материала сопротивляться переменным силовым воздействиям длительное время.

Напряжение – это количественная мера интенсивности распределения внутренних сил по сечению, определяющая взаимодействие материальных частиц тела. Поэтому степень нагруженности детали определяют не внутренние силы, а напряжения. При достижении ими определенного уровня внутренние связи материальных частиц тела разрушаются.

Деформация – это геометрическое искажение в окрестности материальной точки. Деформация тоже подразделяется на линейную и угловую. Линейная деформация характеризует изменение размеров тела. Угловая деформация характеризует изменение формы тела и чаще всего называется углом сдвига.

Допускаемое напряжение – это наибольшее напряжение, при котором обеспечивается требуемая прочность, жёсткость и долговечность элемента конструкции в заданных условиях его эксплуатации.

где σ пред – предельное напряжение, вызывающее разрушение элемента либо
             значительные остаточные деформации;

n – нормативный запас прочности.

Жесткость – способность тела сопротивляться изменению своих размеров и формы под воздействием внешних нагрузок.

Закон Гука: деформации материала элемента в каждой точке (в определенных пределах) прямо пропорциональны напряжениям в этой же точке и в том же направлении (при нагружении и разгружении тела):

F = –kx

где F – сила упругого сопротивления струны,

x – линейное растяжение или сжатие,

k – коэффициент упругости.

Чем выше k, тем тяжелее тело поддается растяжению или сжатию. Знак минус в формуле указывает на то, что тело противодействуетдеформации: при растяжении стремится укоротиться, а при сжатии – распрямиться.

Принцип независимости действия сил В условиях выполнения закона Гука и малости деформаций (в условиях упругого деформирования они не превышают 1,5 %) в расчетах используется принцип независимости действия нагрузок. Согласно этому принципу результат воздействия системы нагрузок равен сумме результатов воздействия каждой нагрузки в отдельности, то есть производимый эффект не зависит от порядка приложения внешних сил.

Виды нагружения. При действии на элемент конструкции внешних сил в его поперечном сечении не всегда возникают все шесть внутренних силовых факторов.

В зависимости от вида и количества силовых факторов в сечении выделяют следующие простейшие виды нагружения: растяжение-сжатие; кручение; чистый изгиб; плоский поперечный изгиб.

На практике также имеют место и комбинированные виды нагружения (сложное сопротивление): изгиб при действии нагрузок в разных плоскостях; кручение с изгибом; кручение с растяжением (сжатием); изгиб с растяжением (сжатием) и кручением.