ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные задачи сопротивления материалов. Классификация внешних сил и элементов конструкций из "Методика преподавания сопротивления материалов в техникумах " В предыдущем параграфе было сказано о рекомендуемой последовательности изложения. Сделаем некоторые дополнения. [c.51] введя понятие о деформациях, перечислить основные задачи — расчеты на прочность, жесткость и устойчивость и проиллюстрировать их какими-либо конкретными примерами. Можно, считая, что понятие о деформируемом теле самоочевидно или известно учащимся, дать понятие о прочности и жесткости. Но эта система изложения не совсем удачна по двум причинам во-первых, нет достаточных оснований полагать, что учащиеся ясно понимают, что такое деформация во-вторых, не вводя понятия о пластической деформации, мы вынужденно сужаем представление о прочности, ограничиваясь чисто житейским представлением о прочности как неразрущимости тела. [c.51] Более удачна система изложения, при которой, исходя из частных примеров, делаются обобщения. [c.51] Рассмотрим два примера 1) балка, шарнирно закрепленная одним концом и поддерживаемая стержнем, работающим на растяжение 2) такая же балка, но е поддерживающим стержнем, работающим на сжатие. Это примеры, знакомые учащимся из теоретической механики, они не только облегчают усвоение новых понятий, но и демонстрируют тесную преемственную связь между теоретической механикой и сопротивлением материалов. [c.51] Такая система изложения принята в учебнике [12]. Полезно для повышения заинтересованности учащихся привести несколько примеров аварий конструкций, использовав материал из книг, упомянутых в 6.2. [c.52] Иногда преподаватели слишком узко истолковывают понятие нарушение прочности , понимая под этим только разрушение в буквальном смысле слова. К нарушению прочности следует относить и возникновение пластических деформаций. Хотя в расчетной практике встречаются случаи, когда местные пластические деформации считают допустимыми, но это не относится к рассматриваемому в техникумах методу расчета по опасной точке (по допускаемым напряжениям) и не следует акцентировать внимание учащихся на этих особых случаях. А вот о том, что расчет ведется по опасной точке, что нарушение прочности (возникновение пластических дефюрмаций или признаков хрупкого разрушения) хотя бы в одной точке рассматривается как нарушение прочности всей конструкции, следует сказать, несмотря на то, что в дальнейшем к этому придется не раз возвращаться. [c.52] Известно, что некоторые преподаватели, рассказывая об основных задачах сопротивления материалов, не упоминают о потере устойчивости. Конечно, это допустимо — в конце курса есть специальная тема, посвященная этому вопросу. Но все же лучше давать это понятие во введении, чтобы раскрыть сразу все задачи предмета, дать ясную перспективу его изучения. [c.52] Программой не предусмотрено специально излагать вопрос о расчетных схемах, но, конечно, сообщаемые учащимся сведения о внешних силах и о видах опорных закреплений брусьев относятся к вопросам перехода от реальной конструкции к ее расчетной схеме. Достаточно полно этот вопрос изложен в учебнике [36]. [c.52] В ряде учебников и пособий по сопротивлению материалов взамен термина брус применяется стержень . Этот термин, в частности, принят авторами пособий для строительных специальностей. Мы отнюдь не собираемся агитировать за изменение принятой терминологии и нарушение установившейся традиции, но все же в нестроительных техникумах рекомендуем пользоваться термином брус , а слово стержень (как это сказано в одном из справочных изданий) относить к брусу, работающему на растяжение или сжатие. [c.53] Настоятельно рекомендуем четко разграничивать допущения, относящиеся к свойствам материалов, и допущения, связанные с характером деформации. Как известно, у преподавателей не возникает сомнений или затруднений, связанных с изложентгем первой группы допущений. Единственное замечание, которое считаем полезным сделать, связано с допущением о сплошности строения тела. Прав проф. В. И. Феодосьев, говоря [36] Из понятия однородности вытекает понятие сплошной среды как среды, непрерывно заполняющей отведенный ей объем . Таким образом, понятие сплошной среды не отдельное, самостоятельное, допущение, как обычно принято считать, а вполне очевидное следствие из допущения об однородности. [c.53] Хуже обстоит дело с допущениями второй группы некоторые преподаватели вообще не рассказывают о них, некоторые ограничиваются изложением принципа независимости действия с ил, не указывая условий, при которых он применим. [c.53] Необходимо рассказать учащимся о принципе начальных размеров, проиллюстрировав его сущность на двух примерах. В первом из них показать, что изменение расстояния от силы до заделки не учитывается (задача об определении реактивного момента в заделке простой консоли), во втором показать, что не учитываются изменения углов между стержнями, происходящие в результате деформации системы (задача об определении сил, возникающих в стержнях при нагружении шарнира, соединяющего эти стержни). [c.54] На втором допущении надо остановиться несколько подробнее, так как нередки ошибки, связанные с его изложением. Это допущение о линейной зависимости между перемещением и силами, его вызывающими, или допущение о линейной деформируемости системы. Нередко это допущение отождествляют с законом Гука, но это верно только в историческом аспекте. В настоящее время закон Гука трактуется как закон, описывающий поведение не конструкции, а ее материала, закорг, устанавливающий линейную зависимость между напряжениями и деформациями (а не силами и перемещениями). Мы упоминаем об истории вопроса потому, что сам Гук действительно говорил (выражаясь современным языком) о линейной деформируемости стержня или пружины. Нетрудно представить, скажем, стальную плоскую пружину малой жесткости. При ее нагружении в пределах пропорциональности перемещения будут велики и нелинейно связаны с вызывающей их силой, в то же время материал пружины будет работать в пределах справедливости закона Гука. Итак, в качестве второго допущения надо формулировать принцип линейной деформируемости, не упоминая о законе Гука сведения о нем будут даны в теме Растяжение . [c.54] Линейно-деформируемые системы подчиняются принципу независимости действия сил, который, таким образом, также не является са.мостоятельным допущением. Полезно упомянуть, что часто пользуются термином принцип суперпозиции , многие учащиеся встретятся с этим термином при изучении электротехники. [c.54] В дальнейшем при решении задач следует ссылаться на принципы начальных размеров и независимости действия сил, показывать, где и как они используются в ходе решения только при этом условии эти принципы будут четко поняты и хорошо усвоены. [c.54] Некоторые авторы в числе основных допущений излагают гипотезу Бернулли и даже принцип Сен-Венана. Видимо, это не имеет смысла. Первое из этих допущений следует впервые дать при определении нормальных напряжений при растяжении, с тем чтобы оно сразу же было использовано. Второе — на этой стадии изучения предмета вообще давать преждевременно, так как у учащихся еще нет понятия о напряжениях. [c.54] Хорошее усвоение метода сечений, как известно, совершенно необходимо для успешного изучения предмета. Поэтому надо без спешки, обстоятельно изложить суть этого метода, показав его на теле произвольной формы, а потом (более подробно) на примере бруса (к определению внутренних сил, возникающих в поперечных сечениях бруса). [c.55] Нередко приходилось слышать (и даже читать), что метод сечений служит для определения напряжений ( ). Такое утверждение лишено смысла. Наоборот, надо подчеркнуть, что метод сечений дает возможность определить лишь главный вектор и главный момент внутренних сил для определения напряжений надо знать закон их распределения по сечению, а установление этого закона требует введения дополнительных гипотез геометрического характера. [c.55] Для лучшего запоминания формулировки метода и четырех этапов, на которые его принято подразделять, некоторые преподаватели считают полезным использовать мнемонический прием, заключающийся в том, что вводится название — метод РОЗУ, представляющее собой аббревиатуру, т. е. составленное из начальных букв наименований четырех этапов — режем, отбрасываем, заменяем, уравновещиваем. [c.55] Вернуться к основной статье