Тема 2.1. Основные положения.

10

При изучении темы следует усвоить, что внутренние силы, возникающие между частицами тела под действием нагрузок, являются таковыми для тела в целом; при применении метода сечений эти силы для рассматриваемой части тела являются внешними, т.е. к ним применимы методы статики. Действующая в проведенном поперечном сечении система внутренних сил эквивалентна в общем случае одной силе и одному моменту. Разложив их на составляющие, получим соответственно три силы (по направлению координатных осей) и три момента (относительно этих осей), которые называют внутренними силовыми факторами (ВСФ). Возникновение тех или иных ВСФ зависит от фактического нагружения бруса. Определяют ВСФ с помощью уравнений равновесия статики. Внутренним нормальным силам соответствуют нормальные напряжения s, касательное напряжение      t.

Вопросы для самоконтроля

1. Каковы основные задачи науки о сопротивлении материалов?

2. Что называется, прочностью, жесткостью и устойчивостью элемента конструкции?

3. Какие деформации называются упругими и какие пластическими (остаточными)?

4. Что называется, упругостью твердого тела?

5. Как классифицируются нагрузки, действующие на сооружения?

6. Сформулируйте основные гипотезы и допущения, применяемые в сопротивлении материалов.

7. Что такое брус, пластинка (оболочка) и массивное тело?

8. В чем сущность методов сечений?

9. Охарактеризуйте внутренние силовые факторы (внутренние силы и моменты), которые могут возникнуть в поперечном сечении бруса.

10. Что называется, напряжением в данной точке сечения? Какова его единица?

11. Что такое нормальное и касательное напряжения? Как они действуют в рассматриваемых сечениях твердого тела?

12. В чём состоит задача расчёта на прочность, на жёсткость, на устойчивость?

Тема 2.2. Растяжение и сжатие

При изучении темы следует обратить особое внимание на гипотезу плоских сечений, которая справедлива и при других видах нагружения бруса. При растяжении или сжатии напряжения распределяются по поперечному сечению равномерно, геометрической характеристикой прочности и жёсткости сечения является его площадь, форма сечения значения не имеет, все точки сечения равно опасны. Достаточное внимание следует уделить и вопросу испытания материалов, основным механическим характеристикам прочности материала, предельным и допускаемым напряжением.

Вопросы для самоконтроля

1. Какой вид нагружения бруса называется растяжением и какой сжатием?

2.

11

Что такое продольная и поперечная деформация бруса при растяжении (сжатии) и какова зависимость между ними?

3. Что называется, продольной силой в сечении бруса?

4. Что такое эпюры продольных сил и нормальных напряжений? Где они строятся?

5. Как записывается и как формулируется закон Гука при растяжении (сжатии)?

6. Что такое модуль продольной упругости материала? Как он определяется? В каких единицах выражается?

7. Что называется, жёсткостью сечения бруса при растяжении (сжатии)?

8. Можно ли увеличить жёсткость бруса данного поперечного сечения, применив марку стали с повышенными прочностными характеристиками?

9. Какой имеет вид диаграмма растяжения образца малоуглеродистой стали?

10. Что называется, приделами: пропорциональности, упругости, текучести, прочности?

11. Что такое условный предел текучести? Для каких материалов он определяется и почему?

12. В чем разница между условной и истинной диаграммой растяжения материалов?

13. Какими показателями характеризуется степень пластичности материала? Как они определяются?

14. В чем сущность закона разгрузки и повторного нагружения? Что называется, наклепом?

15. Чем отличается диаграмма растяжения пластичной стали от диаграммы растяжения хрупкой стали?

16. По какой механической характеристике материала можно судить о его способности сопротивляться действию ударных нагрузок?

17. Что такое удельная потенциальная энергия деформации?

18. Что называется, допускаемым напряжением материала? Каково его значение в вопросе прочности материала? Как оно выбирается для пластичных и хрупких материалов?

19. Почему допускаемое напряжение должно быть ниже предела пропорциональности данного материала?

20. Что называется, коэффициентом запаса прочности?

21. Какие факторы влияют на выбор допускаемого напряжения и коэффициента запаса прочности?

22. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по предельному состоянию.

23. Напишите расчетное уравнение прочности на растяжение и сжатие по допускаемому напряжению. Объясните его смысл.

24.

12

Какие коэффициенты применяются при расчете по предельным состояниям и что они учитывают?

25. Что называется, нормативным сопротивлением материалов и что расчетным сопротивлением?

26. В чем сущность метода расчета по предельным состояниям?

27. Охарактеризуйте две группы предельных состояний.

28. Напишите расчетную формулу проверки несущей способности конструкции при растяжении, сжатии.

29. Что называется, опасным сечением бруса? Напишите формулы, по которым: а) проверяется действительное напряжение в сечении бруса; б) подбирается площадь поперечного сечения; в) определяется допускаемая нагрузка при заданном сечении бруса.

30. Напишите расчетное уравнение прочности бруса при растяжении и сжатии с учетом его собственной силы тяжести.

31. Что называется, брусом равного сопротивления?

32. Какие задачи на растяжение и сжатие называются статическими неопределенными?

33. В чем сущность их решения?

34. Что называется, концентрацией напряжения в сечении бруса? Какие меры принимают для уменьшения концентрации напряжений? Почему концентрация напряжений менее опасна для пластичных материалов, чем для хрупких? Почему концентрация напряжений не опасна для чугуна?

35. Что такое коэффициент концентрации напряжений? От чего он зависит?