ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Наука о сопротивлении материалов. Понятие о деформации и об упругом теле из "Сопротивление материалов " В прекрасной книге Р. С. Кинасошвили —известного ученого и инженера в области двигателестроения—сочетаются доходчивость и строгость изложения. Уже в течение нескольких десятилетий она служит пособием для лиц, самостоятельно изучающих сопротивление материалов, и для инженеров, ведущих расчеты на прочность в разных отраслях техники. [c.8] В настоящее, одиннадцатое издание внесены некоторые дополнения, обновляющие текст книги. [c.8] На сооружения и машины во время их работы дей- ствуют внешние нагрузки например, на устои железнодорожного моста передается вес проходящего поезда и i собственный вес моста, к шатуну автомобильного двигателя приложена сила давления газа в цилиндре. Для того, чтобы детали сооружений и машин, детали конструкций, не разрушаясь и не сильно деформируясь, могли выдерживать действующие на них нагрузки, они должны быть выполнены из соответствующего материала и иметь необходимые размеры. Эти размеры деталей конструкций определяются расчетом. . [c.9] Созданием основ для расчета на прочность деталей конструкций занимается наука, называемая сопротиале-наем материалов. [c.9] Определение размеров проектируемой детали выпол--няется с учетом свойств материала, из которого предполагается изготовить деталь. Для рационального выбора i материала и наиболее полного его использования надо иметь данные, характеризующие важнейшие свойства различных строительных материалов (сталь, чугун, дерево, бетон, дюралюминий и пр.). Здесь, прежде всего, имеются в виду данные, которые характеризуют прочность материала, т. е. способность сопротивляться внешним нагрузкам, не разрушаясь. [c.9] Важнейшие и основные из них—это понятия о деформации и напряжении. В теоретической механике твердые тела условно рассматриваются как абсолютно твердые, т. е. совершенно не изменяюш,ие своей формы под действием приложенных к ним сил. Однако из опыта известно, что все твердые тела под действием приложенных к ним сил деформируются. [c.10] Деформирование твердых тел под действием внешних сил является одним из их основных свойств. Кроме того, твердые тела обладают способностью противодействовать изменению относительного расположения своих частиц. Это проявляется в возникновении внутри тела сил, которые сопротивляются его деформации и стремятся вернуть частицы в положения, которые они занимали до деформации. Силы эти называются внутренними силами или силами упругости-, само же свойство твердых тел устранять деформацию, вызванную внешними силами, после прекращения их действия называется упругостью. Мерой, для оценки внутренних сил упругости служит так называемое напряжение (интенсивность внутренних сил подробнее см. 4). [c.10] Вполне упругими или абсолютно упругими называются тела, у которых после прекращения действия внешних сил полностью исчезает вызванная силами деформация. Совершенно неупругими называются тела, полностью сохраняющие вызванную в них деформацию и после прекращения действия внешних сил. В природе нет тел ни вполне упругих, ни совершенно неупругих. Однако такие материалы, как сталь, дюралюминий и др., по своим свойствам достаточно близко стоят к совершенно упругим телам. Но и эти материалы могут считаться совершенно упругими лишь до определенных пределов нагружения, устанавливаемых для них опытом. За этими пределами после удаления действовавших внешних сил в телах остается деформация, которой нельзя пренебречь. [c.10] Внешние силы, действующие на твердое тело, как сказано выше, вызывают в нем внутренние силы, противодействующие внешним. Так, например, если внешние силы будут растягивать твердое тело, то внутренние будут противодействовать этому растяжению между отдельными частицами твердого тела станут действовать силы взаимного притяжения. С увеличением внешних сил увеличиваются и внутренние силы. Увеличение внутренних сил для каждого материала может происходить только до известного предела, характерного для этого материала. Внешние силы могут оказаться столь большими, что внутренние силы тела при данных его размерах не смогут их уравновесить, и тело разрушится. [c.11] В сопротивлении материалов, как правило, рассматриваются только те задачи о поведении тел под действием внешних нагрузок, когда деформация мала по сравнению с размерами тела. Это позволяет пренебречь изменениями (происходящими вследствие деформаций) в расположении действующих на тело сил. Кроме перечисленных допущений, в сопротивлении материалов принимаются другие допущения, о которых будем говорить, в соответствующих местах курса. [c.12] При выборе материала и определении форм и размеров деталей конструкций принимается во внимание ряд основных соображений условия, в которых будет работать проектируемая деталь, требования к ее прочности, долговечности и экономичности. [c.12] В некоторых случаях к проектируемым частям конструкций предъявляются еще и другие специальные требования например, при проектировании деталей самолета и авиационного двигателя таким специальным требованием является минимальный вес. Разные требования, конечно, предъявляются к временным сооружениям, строящимся, скажем, на время монтажа какой-либо конструкции, и к сооружениям, строящимся на многие годы. Некоторые из требований, предъявляемых к конст- рукции, находятся во взаимном противоречии, например прочность, легкость и экономичность. Так, увеличивая толщину стенки цилиндра поршневого авиационного двигателя, повышают прочность, надежность цилиндра, но зато вес его получается большим или коленчатый вал того же двигателя из-за требований легкости высверливается, вал делается легче, но обработка, а значит, и полная стоимость его удорожаются. Противоречивость этих требований является одним из побудителей развития науки о сопротивлении материалов. [c.12] При выборе материала и установлении размеров частей проектируемой конструкции необходимо одновременно учитывать все требования, предъявляемые к конструкции, как основные (прочность, долговечность, экономичность), так и специальные. [c.12] Вернуться к основной статье