ВВЕДЕНИЕ. Настоящее учебное пособие написано в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по дисциплине

Настоящее учебное пособие написано в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по дисциплине «Сопротивление материалов». Все твердые тела обладают свойствами прочности и жесткости, т.е. способны в определенных пределах воспринимать воздействие внешних сил без разрушения и без существенного изменения геометрических размеров. Эти свойства привлекали внимание человека в те далекие времена, когда он пробовал изготовить первые примитивные орудия труда и предметы хозяйственного обихода.

Наука о сопротивлении материалов возникла в эпоху Возрождения, когда развитие техники, торговли, мореплавания, военного дела потребовало научных обоснований, необходимых для постройки крупных морских судов, мостов, гидротехнических сооружений и других сложных конструкций. Основоположником науки считают итальянского ученого Галилея (1564-1642 г.г).

Прочность и жесткость требуют внимания, качественных оценок и определенной количественной меры. Их изучением занимается наука, называемая механикой твердого тела, а учебная дисциплина, вводящая учащегося в мир инженерных расчетов на прочность и жесткость, носит название сопротивление материалов. Сопротивление материалов является составной частью механики твердого тела, но не единственной. К механике твердого тела относятся и другие дисциплины, среди которых следует назвать математическую теорию упругости, где рассматриваются те же вопросы, что и в сопротивлении материалов, но в более точной постановке.

Проблемами расчета различных типов сооружений, машин и их несущих конструкций, составленных из стержней, пластин и оболочек на прочность, жесткость и устойчивость занимается инженерная наука – строительная механика. Таким образом, в сопротивлении материалов закладывается фундамент для грамотного проектирования конструкций. Изучаются основные виды деформаций: растяжение, сжатие, кручение, изгиб стержней; механика развития этих деформаций и приемы оценки прочности. Наряду с введением соответствующих понятий большое внимание уделяется умению представить работу элемента конструкции с помощью сознательно упрощенной расчетной схемы и соответствующих аналитических зависимостей, что принято называть построением физико-математической модели работы элемента или части конструкции. Правильно и грамотно построенные расчетные модели позволяют ответить на многие важные инженерные вопросы: дать оценку прочности существующей конструкции; определить предельно допустимые нагрузки; подобрать необходимые размеры элементов и выбрать подходящие материалы, обеспечивающие их прочность и экономичность, т.е. найти параметры, обеспечивающие в определенном смысле наилучшие свойства этой конструкции и т.д.

Изучение сопротивления материалов требует хороших знаний по физике, математике, теоретической механике и существенно базируется на сведениях, изучаемых в курсах по этим предметам. Знание основ сопротивления материалов является важнейшим требованием и составной частью при подготовке специалиста. Методы математической теории упругости ведут учащегося от общего к частному. Им свойственна математическая доказательность, точность и глубина анализа, но вместе с тем и сложность математического аппарата.

В сопротивлении материалов изложение построено по обратному принципу – от частного к общему. Основная цель – создать практически приемлемые, простые приемы расчета типовых, наиболее часто встречающихся элементов конструкций. Сопротивление материалов и теория упругости взаимопроникающи. Многое из того, что создано теорией упругости, воспринимается курсом сопротивления материалов и органически вписывается в его содержание. Среди наук, изучающих вопросы деформируемых тел, возникли и развились новые разделы механики, занимающие промежуточное положение между сопротивлением материалов и теорией упругости; возникли родственные им дисциплины: теория пластичности, теория ползучести и другие.

Методы сопротивления материалов не остаются постоянными. Они изменяются вместе с возникновением новых задач и новых требований практики.