Основнi поняття та визначення опору матерiалiв
Реферат на тему:
Основнi поняття та визначення
опору матерiалiв
Опiр матерiалiв — це наука про мiцнiсть i стiйкiсть проти деформацiї матерiалiв машин та iнженерних споруд. Основний закон опору матерiалiв, який пояснює зв'язок мiж дiєю зовнiшньої сили на тiло та його деформацiєю, було вiдкрито дослiдним шляхом Робертом Гуком (1660р.).
та теплофiзичнi властивостi матерiалiв, а також форму деталi машини, конструкцiї або iнженерної споруди. Необхiдно також вiдмiтити, що теоретично деформацiю деталей машин та елементiв конструкцiй неможливо визначити не маючи повної iнформацiї про властивостi матерiалiв з яких їх виготовлено.
В опорi матерiалiв тiсно пов'язанi теорiя i практика. Всi положення i гiпотези опору матерiалiв основанi на дослiдних даних.
Для побудови теорiї розрахункiв на мiцнiсть, ефективнiсть i стiйкiсть необхiдно знати фiзико–механiчнi властивостi матерiалiв. Необхiдно також експериментально перевiряти теоретичнi розрахунки, основнi положення, гiпотези, висновки i формули опору матерiалiв. Тому вивчаючи процеси деформацiї та руйнування тiл, пiд дiєю зовнiшнiх сил, необхiдно пiдходити з рiзних точок зору. Можна вивчати явища, що виникають при деформацiї i руйнуваннi тiл, для того щоб встановити закономiрностi, якi зумовлюються загальними властивостями матерiї. Такi цiлi ставить i вирiшує фiзика твердого тiла. Але для оцiнки мiцностi елементiв конструкцiй i деталей машин основне значення має встановлення зв'язку мiж силами, що дiють на елементи конструкцiї чи окремi деталi машин та деформацiями, якi розглядаються як окремий випадок руху. Вивчення такого руху неможливе без вiдповiдних знань про будову тiл. Тому, для того щоб визначити внутрiшнi напруження в матерiалi, доводиться використовувати не тiльки аналiтичнi методи, а також експериментально вивчати властивостi матерiалiв пiд навантаженням.
Курс “Опiр матерiалiв” тiсно пов'язаний з такими технiчними дисциплiнами, як матерiалознавство i технологiя конструкцiйних матерiалiв, їх склад та рiзнi види обробки (механiчна, теплова, магнiтна та iншi), що забазпечує механiчнi властивостi матерiалiв: мiцнiсть, жорсткiсть, в'язкiсть, пружнiсть та iншi. Саме цi властивостi матерiалiв необхiдно враховувати при розрахунках елементiв конструкцiй та деталей машин. Опiр матерiалiв також тiсно пов'язаний з такими дисциплiнами, як: фiзика, теоретична механiка, математика та iншi. Теоретичнi положення, поданi в цьому курсi, грунтуються на теоремах механiки i в першу чергу, статики – на умовах рiвноваги та початку можливих перемiщень. При розв'язку задач з опору матерiалiв широко використовується аналiтична геометрiя, диференцiальне та iнтегральне числення. Курс “Опiр матерiалiв”, студентам рекомендується вивчати в такiй послiдовностi:
— ознайомитися з програмою;
— уважно прослухати курс лекцiй i законспектувати їх;
— за рекомендованою лiтературою i порадами викладачiв в певнiй послiдовностi слiд вивчити всi роздiли;
— виконати лабораторнi роботи та семестрове завдання.
Наука про теоретичнi i експериментальнi методи дослiдження на мiцнiсть, жорсткiсть i стiйкiсть iнженерних конструкцiй i споруд називається опором матерiалiв. Головне завдання iнженера будь-якої спецiальностi — забезпечення мiцностi, жорсткостi i стiйкостi конструкцiй, механiзмiв, машин, приладiв i споруд. Вiн повинен вмiти визначити економiчно доцiльнi розмiри i форми тiла, пiдiбрати необхiдний матерiал i вказати на тi граничнi робочi навантаження, якi б забезпечували нормальне функцiонування системи i гарантували її надiйнiсть.
Для безпечної i надiйної роботи машин, конструкцiй i споруд ; несучi їх деталi мусять бути достатньо мiцними, тобто сприймати, не руйнуючись, прикладене навантаження: достатньо жорсткими, тобто не зазнавати надто великих деформацiй, щоб i форма i розмiри деталей змiнювались в допустимих межах (обробка деталей на верстатах, передача обертального руху за І допомогою паралельних валiв, робота трансмiсiй, маховикiв та 1 iнше); стiйкими при дiї максимальних стискуючих навантажень (стискуючi стержнi великої довжини i оболонки).
В сучасному процесi проектування, конструювання, експлуатацiї i ремонту механiчних систем фахiвцi повиннi володiти певною ерудицiєю при забезпеченнi їх мiцностi i надiйностi, розумiти процеси, якi вiдбуваються в системах i якi могли б вивести їх з нормального режиму експлуатацiї в зв'язку з втраченням твердим тiлом його початкових властивостей. Опiр матерiалiв навчить самостiйно скласти розрахункову схему, вказати характер i точку прикладання дiючих сил, вибрати конструкцiйний матерiал, геометричнi форми i розмiри конструктивних елементiв.
Всi робочi елементи машин i споруд сприймають зовнiшнi навантаження i їх дiю передають одне одному. Зовнiшнi силиподiляються на об'ємнi i поверхневi (сили взаємодiї).
Поверхневi сили — це результат безпосередньої контактної взаємодiї елементiв тiла мiж собою або з прилеглим до нього середовищем. Вони можуть бути:
а) безперервно розподiленi по поверхнi (тиск газу в котлi або в цилiндрi двигуна, дiя води на греблю чи дамбу, рух гусеничного трактора чи танка тощо). Інтенсивнiсть вимiрюється навантаженням, що припадає на одиницю площi, Па;
Н або Н-м.
За характером прикладання сил в часi розрiзняють статичнi i динамiчнi навантаження.
При розрахунку елементiв конструкцiй на мiцнiсть використовують рiшення i формули, одержанi теоретичним шляхом. Оскiльки реальнi тiла володiють рiзноманiтними фiзичними i механiчними властивостями, для побудови теорiї в опорi матерiалiв, як i в iнших науках, вимушенi вдаватись до певної схематизацiї явищ. Приймають деякi гiпотези i спрощуючi припущення, тобто розглядають реальну конструкцiю, видiляючи найбiльш суттєвi її властивостi для цiєї задачi, а всi другоряднi вiдкидають. Як результат одержують розрахункову схему. В опорi матерiалiв i розглядаються тi розрахунковi схеми, якi є практично загальними для бiльшої частини iнженерних конструкцiй.
Для побудови теорiї опору матерiалiв приймаються деякi гiпотези i принципи вiдповiдно до структури i властивостей матерiалiв, характеру деформацiй i напружень, а також дiючих сил i геометрiї конструкцiй.
2. Гiпотеза про однорiднiсть i iзотропнiсть матерiалу. При цьому вважають, що властивостi тiла в будь-якiй точцi i в будь-якому напрямку однаковi.
3. Гiпотези плоских перерiзiв. Плоскi перерiзи, проведенi в тiлi до деформацiї, залишаються плоскими i пiсля деформацiї. Вони залишаються нормальними до осi стержня в процесi деформацiї. Ця гiпотеза виправдовується дослiдом в тому випадку, коли тiло має продовгувату форму (стержень, брус).
свою початкову форму.
5. Принцип Сен-Венана. В точках тiла, достатньо вiддалених вiд мiсця прикладання зовнiшнiх сил, внутрiшнi зусилля (напруження) дуже мало залежать вiд способу прикладання цих сил. Такий принцип дозволяє замiнити одну систему сил статично їй еквiвалентною (перемiщення сил з верхньої частини балки на нижню, замiна зосередженої сили на групу розподiлених i навпаки).
6. Принцип незалежностi дiї сил (суперпозицiї). Ефект вiд суми впливу дорiвнює сумi ефектiв вiд окремого впливу. Згiдно з цим принципом перемiщення, напруження i деформацiї навантаженого тiла вважають незалежними вiд порядку прикладання сил.
1. Афанасьев А. Н., Марьин В. А. Лабораторний практикум по сопротивлению материалов. - М.: Наука, 1973. - 287с.
2. Волков Г. С. й др. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. - Кировоград: Ин-т-с. -х. машиностроения, 1972. -. 84с.
3. Золотаревский В. С. Механические испытания и свойства металлов. -М.: Металлургия, 1974. - 3О3с.
4. Касаткин Б. С. и др. Экспериментальные методы исследования деформаций и напряжений: Справ. пособие. - К.: Наукова думка, 1981. -584с.
6. Писаренко Г. С., Ружицкий Б. М. Сопротивление материалов: Лабораторный практикум. - К.: Вища школа, 1984. - 92с.
7. Рубашкин А. Г. Лабораторные работы по сопротивлению материалов. - М.: Высшая школа, 1971. - 240с.
8. Алаи С. И., Ежевская Р. А., Антоненко Е. И. Практикум по машиноведению. - М.: Просвещение, 1965. - 304с.
9. Барабан Н. П., Цурпал И. А. Некоторне вопросм методологическойнаправленности курса сопротивления иатериалов // Проблемы высшей школы. -1978. -№32. -с. 83-87.
10. Савин Г. Н. Месное значение курса сопротиаления материалов в подготовке инженера. -К.:Вища школа. 1964. - 32с.
11. Цурпал И. А., Барабан Н. П., Швайко В. Н. Сопротивления материалов. Лабораторные работы. -2-е изд. -К.:Вища школа, 1988. -254с.
12. Кальба Е. М., Горбатюк Р. М., Козиброда Я. И., Павх И. И., Бабий Я. Б. Методические указания по исполнению лабораторных работ из курса "Сопротивление материалов". -Тернополь: Педагогический университет, 1998. -47с.
13. Кальба Е. М., Столярчук Р. В., Буковский П. В., Лен Югансон.
14. Методичнi вказiвки до виконання розрахунково графiчних робiт з курсу опiр матерiалiв. - Тернопiль; Педагогiчний iнститут, 1992. -45с.
16. Феодосьев В. Й. Сопротивление материалов. М.: Наука, 1979. -559с.
17. Черепанов Г. П. Механика хрупкого разрушения. - М.: Наука, 1974. -640с.
18. Сопротивление материалов / Г. С. Писаренко, В. А. Агарев, А. Л. Квигка и др. - 5-е изд. - К.: Вища школа, 1986. - 775с.
19. Долинский Ф. В., Михайлов Ф. Н. Краткий курс сопротивления материалов. - М.: Высшая юкола, 1988. - 432с.
20. Цурпал И. А. Краткий курс сопротивления материалов. - К.: Вища школа. - 1989. - ЗІІс.
| 
