11.Уравнения равновесия

1)Сумма моментов всех сил относительно двух взятых произвольно точек равно 0. Сумма моментов всех сил на перпендикулярную ось х не перпендикулярна a, b не равна 0.

2) Сумма проекции всех сил на две взаимно перпендикулярной оси равна 0. Сумма момента всех сил относительно любой взятой произвольной точки равна 0.

3) Сумма момента всех сил относительно трёх произвольно взятых точек, не лежащих на одной прямой, равна 0.

12. Определение опорных реакций в балках, фермах.

Определение опорных реакций в балках - вертикальная составляющая реакции в балке равна сумме сил, приложенных к балке.

Ферма – геометрически не изменяемая стержневая система остающаяся такой же при замене всех её жестких узлов, шарнирами.

Балки- стержневая система состоящая из прямолинейных элементов, жестко или в некоторых углах шарнирно соединенных между собой. Рамы являются статически неопределимыми системами.

13.Определение усилий в стержнях фермы методом сквозных сечений

– определяются опорные реакции, если они ранее не были определены;

– ферма разрезается на две части сечением, которое проходит через стержни, усилия в которых необходимо определить; при этом должно разрезаться не более трех стержней, усилие в которых неизвестны;

– рассматривается равновесие одной из двух частей фермы; действие отброшенной части заменяется реакциями перерезанных стержней, которые направляются вдоль стержней от узлов; изображаются активные силы, действующие на рассматриваемую часть фермы;

– составляются уравнения равновесия так, чтобы в каждое уравнение входило одно неизвестное усилие.  Обычно составляются уравнения моментов сил относительно точек, где пересекаются линии действия двух неизвестных усилий. Если же на расчетной схеме два стержня параллельны, то составляется уравнение проекций сил на ось, перпендикулярную к этим стержням;

– решая каждое из составленных уравнений равновесия, находят искомые усилия в стержнях.

14. Определение усилий в двух сходящихся стержнях

15.Классификация нагрузок

16. Центр тяжести плоских фигур. Статический момент площади

Центр тяжести тела - центр параллельных сил действующих сил на все части тела.

Статический момент площади – взятое по всему сечению сумма произведений элементарных площадей на расстояния от х центра тяжести до оси.

17. Профили стандартного проката

К стандартным профилям проката относятся уголок, швеллер, балка, которые сохраняют свои качества в различных видах конструкций, их применяют в строительной сфере.

-Современный равнополочный уголок – это стальное изделие, полученное методом фасонного проката;  используется при связках, укреплении конструкций, а также обводке; В основе уголка может лежать разная сталь, чёрный металл. 

- Неравнополочный стальной уголок – это сортовой металлопрокат, в поперечном сечении которого явно угадывается буква «Г»

- Балка двутавровая – это металлическая балка, которая имеет в своем сечении вид буквы «Н».

- Швеллер (техника) — металлические балки (гнутые профили), в сечении напоминающие букву «П». Полки швеллера находятся по одну сторону от стенки (в отличие от зетовых профилей, в которых полки лежат по разные стороны от стенки).

18.Устойчивое, неустойчивое, безразличное равновесие

-Равновесие тела называют устойчивым, если при отклонении от него возникают силы, возвращающие тело в положение равновесия.

-Равновесие тела называют неустойчивым, если при самом незначительном отклонении от него равнодействующая действующих на тело сил вызывает дальнейшее отклонение тела от положения равновесия.

- Равновесие, при котором смещение тела в любом направлении не вызывает изменения действующих на него сил и равновесие тела сохраняется, называют безразличным

19. Момент опрокидывающий, момент устойчивости, коэффициент устойчивости

20.Упругие и пластические деформации

-если тело после снятия нагрузки полностью восстановит форму и первоначальные размеры, то деформация возникающая при действии нагрузки наз-тся упругой.

- Пластической деформацией называется такая, при которой после прекра-щения действия нагрузки тело не восстанавливает своей первоначальной фор-мы и размеров. Пластической деформации всегда предшествует упругая.

21. Нагрузки и их классификации

В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные , кратковременные , особые ) нагрузки.

 К постоянным  нагрузкам следует относить:

а) вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций;

б) вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление;

в) гидростатическое давление.

 К длительным  нагрузкам следует относить:

а) вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование;

б) вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование;

в) давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт;

г) нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях;

д) температурные технологические воздействия от стационарного оборудования;

е) вес слоя воды на плоских водонаполненных покрытиях;

ж) вес отложений производственной пыли, если не предусмотрены соответствующие мероприятия по ее удалению;

з) пониженные нагрузки, перечисленные в 4.1;

и) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов;

к) воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов.

К кратковременным нагрузкам  следует относить:

а) нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене;

б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования;

в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями, кроме нагрузок, указанных в 5.4, а, б, г, д;

г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов с полным нормативным значением), включая вес транспортируемых грузов;

д) нагрузки от транспортных средств;

е) климатические (снеговые, ветровые, температурные и гололедные) нагрузки.

К особым  нагрузкам следует относить:

а) сейсмические воздействия;

б) взрывные воздействия;

в) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования;

г) воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (например, при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых;

д) нагрузки, обусловленные пожаром;

е) нагрузки от столкновений транспортных средств с частями сооружения.  Расчетные значения особых нагрузок устанавливаются в соответствующих нормативных документах или в задании на проектирование.

22. Метод сечений. Внутренние силовые факторы, возникающие в сечении бруса

1) Для расчетов элементов конструкции на прочность необходимо знать внутренние силы упругости, возникающие в результате приложения внешних сил в разных точках и частях конструкции.  Способы определения этих внутренних сил с помощью науки сопротивление материалов включают такой прием, как метод сечений.

2)Рассечем брус (рис. 1) поперечным сечением а-а и рассмотрим равновесие его левой части.  Если внешние силы, действующие на брус, лежат в одной плоскости, то в общем случае статическим эквивалентом внутренних сил, действующих в сечении а-а, будут главный вектор Fгл, приложенный в центре тяжести сечения, и главный момент Мгл = Ми, уравновешивающие плоскую систему внешних сил, приложенных к оставленной части бруса.

Разложим главный вектор на составляющую N, направленную вдоль оси бруса, и составляющую Q, перпендикулярную этой оси и лежащую в плоскости сечения. Эти составляющие главного вектора и главный момент называют внутренними силовыми факторами, действующими в сечении бруса. Составляющую N называют продольной силой, составляющую Q –поперечной силой, пару сил с моментом Ми – изгибающим моментом.

23. Напряжения: полное, касательное. Единицы измерения

24. Осевое растяжение и сжатие

25.Продольная сила. Величина, знак, эпюра продольных сил

26.Нормальные напряжения, возникающие в поперечных сечениях бруса при осевом растяжении и сжатии

27. Продольные и поперечные деформации, возникающие при осевом растяжении и сжатии

 установлено, что поперечные деформации при растяжении и сжатии прямо пропорциональны продольным деформациям. По аналогии с продольной деформацией введем понятие относительной поперечной деформации. Коэффициент Пуассона является безразмерной величиной, и характеризует упругие свойства материала. При растяжении и сжатии этот коэффициент принимается одинаковым.

28. Закон Гука. Модуль продольной упругости.

 закон Гука формулируется следующим образом: механическое напряжение в упруго деформированном теле прямо пропорционально относительной деформации этого телах

Величина  характеризующая зависимость механического напряжения в материале от рода последнего и от внешних условий, называется модулем упругости. Модуль упругости измеряется механическим напряжением, которое должно возникнуть в материале при относительной упругой деформации, равной единице.

29. Механические испытания материалов.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ — определение механич. св-в материалов и изделий. Для определения механических свойств материалов специальные образцы или готовые изделия испытывают в соответствии с требованиями ГОСТов. В зависимости от характера действия приложенных к образцу или изделию сил (нагрузок) различают деформации сжатия, растяжения, изгиба, сдвига (среза), кручения .

30. Диаграммы растяжения и сжатия для пластических и хрупких материалов.

По механическим свойствам материалы могут быть разделены на две основные группы: пластичные и хрупкие. У первых разрушению предшествует возникновение значительных остаточных деформаций; вторые разрушаются при весьма малых остаточных деформациях. Пластичными материалами в обычных условиях являются малоуглеродиста 03; сталь, медь; хрупкими - некоторые специальные сорта стали, чугун.

31. Понятие о наклепе

Наклёп – это совокупность структурных изменений и связанных с ними св-в при холодной пластичной деформации. Различают два вида наклёпа: фазовый и деформационный. (упрочнение металлов и сплавов вследствие изменения их структуры и фазового состава в процессе пластической деформации при температуре ниже температуры рекристаллизации. Наклёп сопровождается выходом на поверхность образца дефектов кристаллической решётки, увеличением прочности и твёрдости и снижением пластичности, ударной вязкости, сопротивления металлов деформации противоположного знака (эффект Баушингера).)

32.Нормативные и расчетные нагрузки и сопротивления

Основным параметром, определяющим прочностные свойства различных материалов, считается нормативное сопротивление материала R_n (может обозначаться как R_н), Па (кгс/см²). Величина нормативного сопротивления представляет собой значение контрольной или браковочной характеристики данного материала, определяемое соответствующими ГОСТами. Величина нормативного сопротивления определяется путем статистической обработки большого числа опытных данных. При этом обеспеченность значений нормативных сопротивлений материалов должна составлять не менее 0,95, т. е. чтобы не менее чем в 95% случаев материал имел прочность, равную или большую, чем R_n.

33.Условия прочности по предельным состояниям и допускаемым напряжениям

В качестве предельных напряжений для указанных трех групп материалов при статическом нагружении принимают следующие механические характеристики:

для пластичных материалов (разрушению их предшествует возникновение больших пластических деформаций) — физический , или условный предел текучести, практически одинаковый при растяжении и сжатии;

для хрупкопластичных материалов (разрушение их происходит при сравнительно небольших пластических деформациях)— условный предел текучести, значение которого при растяжении и сжатии различно: < ,

для хрупких материалов (разрушение их происходит при очень малых пластических деформациях) — предел прочности, значение которого при растяжении и сжатии различно: , <

Основные факторы, влияющие на выбор требуемого коэффициента запаса прочности, следующие:

а) точность определения действующих нагрузок и применяемых методов расчета;

б) степень однородности применяемого материала, его чувствительность к недостаткам механической обработки и изученность свойств;

в) ответственность детали.

34.Срез и смятие

Срез и смятие: внутренние силовые факторы и геометрические характеристики прочности (условная площадь при срезе и смятии). Условия прочности при срезе и смятии. Расчеты на срез и смятие заклепочных штифтовых и шпоночных соединений.

35.Геометрические характеристики плоских сечений. Моменты инерции, моменты сопротивлений

1.Простейшая геометрическая характеристика плоской фигуры – её площадь. От площади поперечного сечения зависят прочность и жесткость стержня при осевом растяжении и сжатии.

2.Момент инерции при параллельном переносе осей

Оси, проходящие через центр тяжести плоской фигуры, называют центральными осями.  Момент инерции относительно центральной оси называется центральным моментом инерции.

36.Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей

При вычислении моментов инерции для сложных фигур следует запомнить одно правило: значения для моментов инерции можно складывать, если они вычислены относительно одной и той же оси. Для сложных фигур чаще всего центры тяжести отдельных простых фигур и всей фигуры не совпадают. Не совпадают, соответственно, и центральные оси для отдельных простых фигур и всей фигуры. В связи с этим существуют приемы приведения моментов инерции к одной оси, например, центральной оси всей фигуры. Это может быть связано с параллельным переносом осей инерции и дополнительными вычислениями.