ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Наука о сопротивлении материалов. Изучаемые объекты из "Сопротивление материалов 1986 " Сопротивлением материалов называют науку об инженерных методах расчета на прочность, жесткость и устойчивость элементов машин и сооружений. [c.13] В процессе эксплуатации машин и сооружений их элементы (стержни, балки, пластины, болты, заклепки и др.) в той или иной степени участвуют в работе конструкции и подвергаются действию различных сил — нагрузок. Для обеспечения нормальной работы конструкция должна удовлетворять необходимым условиям прочности, жесткости и устойчивости. [c.13] Под прочностью понимают способность конструкции, ее частей и деталей выдерживать определенную нагрузку не разрушаясь. [c.13] Под жесткостью подразумевают способность конструкции и ее элементов противостоять внешнйм нагрузкам в отношении деформации (изменения формы и размеров). При заданных нагрузках деформации не должны превышать определенной величины, устанавливаемой в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конструкции. [c.13] Устойчивостью называют способность конструкции или ее элементов сохранять определенную начальную форму упругого равновесия. [c.13] Чтобы конструкция в целом отвечала требованиям прочности, жесткости и устойчивости, а следовательно, была надежной в эксплуатации, необходимо придать ее элементам наиболее рациональную форму и, зная свойства материалов, из которых они будут изготовляться, определить соответствуюшие размеры в зависимости от величины и характера действуюших сил. [c.13] На первый взгляд может показаться, что для надежного сопротивления элементов конструкции внешней нагрузке достаточно увеличить их размеры. Действительно, иногда это приводит к желаемым результатам. Однако в тех случаях, когда собственный вес составляет существенную часть действующих на конструкцию нагрузок, увеличение размеров ее элементов, а значит и веса, не приведет к повышению прочности. Увеличение размеров движущихся деталей механизмов и машин приводит к возрастанию сил инерции, повышает нагрузку, а это нежелательно, поскольку также может привести к разрушению. [c.13] Увеличение размеров, не вызванное требованиями надежности работы конструкции, приводит к излишнему расходу материалов и повышению ее стоимости. Машины и сооружения нужно строить прочными и надежными в эксплуатации, но в то же время легкими и дешевыми. [c.14] Сопротивление материалов решает указанные задачи прочности, основываясь как на теоретических, так и на опытных данных, имеющих в этой науке одинаково важное значение. В теоретической части эта наука базируется на теоретической механике и математике, а в экспериментальной — на физике и материаловедении. [c.14] Сопротивление материалов является исключительно важной об-щеинженерной наукой, необходимой для формирования инженеров любой специальности. Без фундаментальных знаний в этой области невозможно создать такие конструкции, как различного рода машины и механизмы, гражданские и промышленные сооружения, мосты, линии электропередач и антенны, ангары, корабли, самолеты и вертолеты, турбомашины, электрические машины, агрегаты атомных станций, ракетной и реактивной техники и др. [c.14] Таким образом, сопротивление материалов — это наиболее общая наука о прочности машин и сооружений. Однако она не исчерпывает всех вопросов механики деформируемых тел. Этими вопросами занимаются и другие смежные дисциплины строительная механика стержневых систем, теория упругости и теория пластичности. Между этими дисциплинами строгую границу провести нельзя. Основная же роль при решении задач прочности принадлежит сопротивлению материалов. [c.14] При всем разнообразии видов конструктивных элементов, встречающихся в сооружениях и машинах, их можно свести к сравнительно небольшому числу основных форм. Тела, имеющие эти основные формы, и являются объектами расчета на прочность, жесткость и устойчивость. К ним относятся стержни, оболочки, пластинки и массивные тела. [c.14] Стержнем или брусом называется тело, у которого один размер (длина) значительно превышает два других (поперечных) размера (рис. 1, а). [c.14] Стержни, у которых толщина стенки значительно меньше габаритных размеров поперечного сечения, называют тонкостенными (рис. 1, г). В настоящее время они широко применяются в строительных конструкциях, судо- и особенно в авиастроении. [c.15] Оболочка представляет собой тело, ограниченное криволинейными поверхностями, расположенными на близком расстоянии друг от друга. [c.15] Поверхность, которая делит толщину оболочки на равные части, называется срединной. По форме срединной поверхности различают оболочки цилиндрические (рис. 2, а), конические (рис. 2, б), сферические (рис. 2, в) и др. К оболочкам относятся неплоские стенки тонкостенных резервуаров, котлов, купола зданий, обшивки фюзеляжа, крыла и других частей летательных аппаратов, корпуса подводных лодок и т. д. [c.15] Если срединная поверхность представляет собой плоскость, то расчетный объект называют пластинкой (рис. 2, г). Встречаются пластинки круглые (рис. 2, д), прямоугольные (рис. 2, г) и других очертаний. К пластинкам могут быть отнесены плоские днища и крышки резервуаров, перекрытия инженерных сооружений, диски турбомашин и т. п. [c.15] у которых все три размера одного порядка, называют массивными телами. К ним относятся фундаменты сооружений, подпорные стенки и т. п. [c.15] В сопротивлении материалов задачи, как правило, решаются простыми математическими методами с привлечением упрощающих гипотез и использованием экспериментальных данных решения при этом доводят до расчетных формул, пригодных для применения в инженерной практике. [c.15] Возникновение науки о сопротивлении материалов связывают с именем знаменитого итальянского ученого Галилео Галилея (1564— 1642), проводившего опыты по изучению прочности, хотя истоки этой науки мы видим уже в творениях великого Леонардо да Винчи. [c.15] Вернуться к основной статье