Допущения о характере деформации
10, 10,5, 11, 11,5, 12, 13, 14, 15, 16 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 28, 30, 32, 33,34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 60, 63, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 105, 110, 120, 125, 130, далее через 10 мм
РАЗДЕЛ II. СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ ЛЕКЦИЯ 18 Тема 2.1. Основные положения. Гипотезы и допущения Иметь представление о видах расчетов в сопротивлении материалов, о классификации нагрузок, о внутренних силовых факторах и возникающих деформациях, о механических напряжениях. Знать основные понятия, гипотезы и допущения в сопротивлении материалов. Сопротивление материалов» — это раздел «Технической механики», в котором излагаются теоретико-экспериментальные основы и методы расчета наиболее распространенных элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость. В сопротивлении материалов пользуются данными смежных дисциплин: физики, теоретической механики, материаловедения, математики и др. В свою очередь сопротивление материалов как наука является опорной базой для целого ряда технических дисциплин. Любые создаваемые конструкции должны быть не только прочными и надежными, но и недорогими, простыми в изготовлении и обслуживании, с минимальным расходом материалов, труда и энергии. Расчеты сопротивления материалов являются базовыми для обеспечения основных требований к деталям и конструкциям. Основные требования к деталям и конструкциям и виды расчетов в сопротивлении материалов Механические свойства материалов: Прочность — способность не разрушаться под нагрузкой. Жесткость — способность незначительно деформироваться под нагрузкой. Выносливость — способность длительное время выдерживать переменные нагрузки. Устойчивость — способность сохранять первоначальную форму упругого равновесия. Вязкость — способность воспринимать ударные нагрузки. Виды расчетов Расчет на прочность обеспечивает неразрушение конструкции. Расчет на жесткость обеспечивает деформации конструкции под нагрузкой в пределах допустимых норм. Расчет на выносливость обеспечивает необходимую долговечность элементов конструкции. Расчет на устойчивость обеспечивает сохранение необходимой формы равновесия и предотвращает внезапное искривление длинных стержней. Для обеспечения прочности конструкций, работающих при ударных нагрузках (при ковке, штамповке и подобных случаях), проводятся расчеты на удар. Основные гипотезы и допущения
Приступая к расчетам конструкции, следует решить, что в данном случае существенно, а что можно отбросить, т. к. решение технической задачи с полным учетом всех свойств реального объекта невозможно. Допущения о свойствах материалов Материалы однородные — в любой точке материалы имеют одинаковые физико-механические свойства. Материалы представляют сплошную среду — кристаллическое строение и микроскопические дефекты не учитываются. Материалы изотропны — механические свойства не зависят от направления нагружения. Материалы обладают идеальной упругостью — полностью восстанавливают форму и размеры после снятия нагрузки. В реальных материалах эти допущения выполняются лишь отчасти, но принятие таких допущений упрощает расчет. Все упрощения принято компенсировать, введя запас прочности. Допущения о характере деформации Все материалы под нагрузкой деформируются, т. е. меняют форму и размеры. Характер деформации легко проследить при испытании материалов на растяжение. Перед испытаниями цилиндрический образец закрепляется в захватах разрывной машины, растягивается и доводится до разрушения. При этом записывается зависимость между приложенным усилием и деформацией. Получают график, называемый диаграммой растяжения. Для примера на рис. 18.1 представлена диаграмма растяжения малоуглеродистой стали.
На диаграмме отмечают особые точки: — от точки 0 до точки 1 — прямая линия (деформация прямо пропорциональна нагрузке); — от точки 2 до точки 5 деформации быстро нарастают, и образец разрушается, разрушению предшествует появление утончения (шейки) в точке 4. Если прервать испытания до точки 2, образец вернется к исходным размерам; эта область называется областью упругих деформаций. Упругие деформации полностью исчезают после снятия нагрузки. При продолжении испытаний после точки 2 образец уже не возвращается к исходным размерам, деформации начинают накапливаться. При выключении машины в точке А образец несколько сжимается по линии АВ, параллельной линии 01. Деформации после точки 2 называются пластическими, они полностью не исчезают; сохранившиеся деформации называются остаточными. На участке 01 выполняется закон Гука:
|
