Съпротивление на материалите

Основните разпоредби на силата на материали

Науката за съпротивление на материалите (Съпротивление на материалите) се основава на законите на теоретична механика, особено сред вписванията - статика, въпреки това, някои от разпоредбите и допусканията, направени при теоретичните механиката за съпротивление на материалите, не са приемливи.
Така например, по силата на тялото или системата от сили не могат да бъдат заменени, или еквивалента на резултантната сила, силата не може да се придвижва по своята линия на действие, двойката сили, не може да бъде преместен в равнината на неговото действие.
Тези правила са изключение.
Например, сили, прилагани за малки области на повърхността на тялото, като в теоретичните механиката считат същинските, т. Е. Applied до точката, и реактивни сили, възникващи в затегнат край на дървения материал и заменени с реактивната сила въртящ момент реактивен. Такива замествания не правят съществена промяна по отношение на деформация на тялото.

Тази позиция се нарича принципа на ограничаване на техните гранични условия. принципа или Сен-Венан. след френския учен А. Сен Венан (1797-1886 година)
принцип Сен Венан може да се формулира по следния начин: в точките на тялото, на достатъчно разстояние от мястото на прилагане на външни сили, вътрешни сили модул е ​​само малко по-зависим от конкретния начин на прилагане на сила.

Формулата за определяне на нормалната стрес σ = F / S е правилно само за достатъчно отдалечени от мястото на прилагане на външно натоварване напречните сечения на пръта. В близост до мястото на прилагане на външен товар, в най-общия случай на натоварване, хипотеза на плоски секции не се извършва, тъй като тук разпределението на напрежение и стрес е по-сложно и изисква точни методи за определяне.

Същността на принципа на Сен-Венан, предложен от френския учен Жан-Клод Адемар Barre дьо Сен-Венан (А. Сен Венан, 1797-1886), е както следва:
Ако размерите на външните прилагане на натоварването площ са малки в сравнение с размерите на напречното сечение на пръта, секциите достатъчно отдалечени от мястото на прилагане на натоварването малко стрес и напрежение в зависимост от метода на прилагане на товара.
Валидността на принципа на Сен Венан не теоретично доказателство, но това се потвърждава от многобройни експерименти и преживявания.

Въз основа на този принцип, изчисленията да тази област прилагане на външни сили вътрешни сили променят рязко, т. Е. Въвеждане на концепцията за местно напрежение бързо (мигновено) намалява с увеличаване на разстоянието от мястото на натоварване. Ако говорим за реално прилагане на бар част от външен товар, напреженията са разпределени в съседните участъци на сложни закони.

Основните хипотези и предположения, приети в силата на материали.

В практически изчисления на различни методи и техники за дизайн съпротива материали отнеме известно опростяване, поради невъзможността да се определи ефекта на определени свойства на реални материали или структурни елементи.
Например, детайли от всякакви материали или строителство не е строго еднородни по структура, тъй като тя съдържа различни дефекти на екрана, и не се поддават на изчисление интеграция.

Поради тази причина, в повечето случаи, ние трябва да приемем, че условно на физичните свойства на материала по целия обем остава постоянна, пренебрегването на тези дефекти и реалната хетерогенност.
Такива опростявания sopromat наричат ​​хипотези и предположения.

Хипотезите и допускания, приети в изчисленията

Хипотезата за отсъствие на първоначалните вътрешни сили предполага, че ако има причинява деформация на тялото (налягане, температура, и така нататък. П.), след това при всички точки на вътрешните сили са равни на нула. По този начин, тя не взема под внимание силите на взаимодействие между частиците на разтоварени тялото.

Допускането на хомогенност на материала - в изчисленията показват, че материалът във всички точки на тялото има същите физико-механични свойства.

Допускането на непрекъснатост на материал - според това предположение, всеки материал, тяло има непрекъсната структура и представлява непрекъснат среда (единичен масив). Това предположение дава възможност за изчисляване на по-високи методи математика (диференциално и интегрално смятане), които манипулират концепции безкрайно количества.

Предположението изотропия на материала предполага, че материалът има същите физико-механични свойства във всички посоки. Това предположение е добре подкрепена от практически проучвания за материали като метали, пластмаси, камък, бетон.
Но за някои материали могат да бъдат получени само приблизително, както и за материали като дърво или слюда не може да бъде прието, тъй като те очевидно не разполагат с еднакви свойства във всички посоки, т. Е. Анизотропното.

Предположението на перфектна еластичност предполага, че в определени граници на материала натоварване има голяма еластичност, м. Е. След натоварването на деформация е отстранен напълно да изчезнат.

На хипотези и предположения, свързани с деформациите на структурни елементи

Предположението на малки премествания. или принцип първоначалните размери предполага, че деформацията на точки на тялото и отнасящ се за движение и напречните сечения са малки в сравнение с размерите на тялото. Въз основа на това предположение, пренебрегвани някаква промяна в посоката на външни сили, причинени от деформацията на тялото (например: да не се вземе под внимание, че векторът сила при огъване лъч се отклонява малко от първоначалната посока поради деформация).

Предположението на линейни деформиране органи се предполага, че движение точки и раздели еластичните тялото в определени граници на натоварване е пряко пропорционално на силите и разселването (в действителност, това предположение се характеризира със закон на Хук, който е приложим само в определен диапазон на товари).

Хипотезата за плоски секции. или Бернули хипотеза предполага, че плоската напречното сечение, извършена в тялото преди деформация остава фиксирана по време на деформация и перпендикулярна на оста на товара в определени граници.
Тази хипотеза е формулирано от швейцарски учен Якоб Бернули (1654-1705 година), и основа за изследване на основните видове дървесина деформация.

Хипотезата за nenadavlivanii влакна предполага, че ако се визуализира на дървения материал, състояща се от безкраен брой надлъжни влакна, тези влакна не се упражнява сила върху друга (т.е.. Е. Не натиснете един срещу друг) в определен диапазон на натоварвания и деформации.

Основната хипотеза на устойчивостта на материала се отнася, също така, на принципа на наслагване. което предполага, че ефектът върху тялото по външни товари, вътрешни сили, напрежения, премествания и деформации на всяко място може да се определи като сбор от тези количества, натоварването, причинено от всеки индивидуално.
Принципът на суперпозиция е приложима само за конструкции, подложени на сравнително малки деформации пропорционални на товара.

Видове натоварвания, възникващи в структурите и техните елементи

По време на работа на машини и конструкции на единици, части и компоненти възприемат взаимно и предаване на различни товари, т. Е. обратна сила, което води до промени на вътрешните сили и деформация на компоненти, части и други подобни. N.

Действайки на елементи от дизайна на натоварване са обемисти или тегло (гравитацията, инерционна сила) или контакт повърхностни сили на взаимодействие с елемента или съседни елементи на съседната среда (пара, течност, и така нататък. П.).

Повърхностно товар са концентрирани или разпределени.
В допълнение, натоварването се прави разлика статичен (постоянна или бавно се променя) и динамичен (промяна bystroudarnye повторно променлива, инерционно и т. П.).

При изчисляване методи структури на броя на сила на материали от външни товари включени ограничение реакции и инерционни сили (за достатъчно бързо ускоряване).

Видове деформации настъпили в структури и техните елементи

Главна деформация, получена по време на работата на структурите:

Удължение (въжета, вериги, вертикално висящи греди и т. П.).

Компресия (колони, тухлена зидария, удари и умира т. П.).

Набръчкване (нитове, болтове подробности)

Изместване (нитове, винтове, заварки и шевове R. Н.). Срязване щам, довежда до разрушаване на материал, наречен разрез (срязване метални щамповане части и др ...), или чрез разцепване (крехки материали - камък, стъкло и др ...).

Усукване (валове прехвърляне на мощност и ротационно движение т. П.).

Огъване (хоризонталните греди, валове, зъбни колела и зъби т. П.). Съществуват няколко вида на огъване - чисти. пресече. коса. надлъжно.

На практика, много често структурни елементи, подложени на товар на действие, което води до много големи деформации.

Материали за "Съпротивление на материалите":

Методът на секции. волтаж