12. Расчёты на прочности при растяжении и сжатии
Расчёты на прочность ведутся по условиям прочности - неравенствам, выполнение которых гарантирует прочность детали при данных условиях. Для обеспечения прочности расчётное напряжение не должно превышать допускаемое напряжение: Расчётное напряжение зависит от нагрузки и размеров поперечного сечения, допускаемого только от материала детали и условий работы. Существует три правила для расчёта на прочность. 1. Проектировочный расчёт - заданная расчётная схема и нагрузки; материал или размеры детали подбираются.
по величине можно подобрать марку материала. 2. Проверочный расчёт - известны нагрузки, материал, размеры детали; необходимо проверить, обеспечена ли прочность.
Проверяется неравенство
14. Смятие- такой вид деформации который возникает если к конструкции знач.Сжим нагрузка
вид местной пластич. деформации; возникает при сжатии тв. тел, в местах их контакта. С. материала начинается тогда, когда интенсивность напряжений достигает величины предела текучести материала. При статич. воздействии нагрузки оно наступает одновременно по всей области контакта. При динамич. воздействии нагрузки (многократный контакт) С. охватывает область контакта постепенно. Размеры смятого слоя зависят от величины, характера и времени воздействия нагрузки, а также от темп-ры нагрева сжимаемых тел. С. наблюдается не только у пластичных, но и у хрупких материалов (закалённая сталь, чугун и др.). С. широко используется для создания заклёпочных, врубовых и др. плотных соединений; является нач. стадией таких процессов холодной и горячей обработки металлов, как прокатка, вальцовка, ковка.
15. Тре́ние — процесс взаимодействия твёрдых тел при их относительном движении (смещении) либо при движении твёрдого тела в газообразной или жидкой среде. По-другому называется фрикционным взаимодействием (англ. friction). Изучением процессов трения занимается раздел физики, который называется механикой фрикционного взаимодействия, или трибологией.
Трение главным образом имеет электронную природу при условии, что вещество находится в нормальном состоянии. Всверхпроводящем состоянии вдалеке от критической температуры основным «источником» трения являются фононы, а коэффициент трения может уменьшиться в несколько раз[
Трение скольжения — сила, возникающая при поступательном перемещении одного из контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого и действующая на это тело в направлении, противоположном направлению скольжения.
Трение качения — момент сил, возникающий при качении одного из двух контактирующих/взаимодействующих тел относительно другого.
Трение покоя — сила, возникающая между двумя контактирующими телами и препятствующая возникновению относительного движения. Эту силу необходимо преодолеть для того, чтобы привести два контактирующих тела в движение друг относительно друга. Возникает при микроперемещениях (например, при деформации) контактирующих тел. Она действует в направлении, противоположном направлению возможного относительного движения.
16.Закон Гука – нормальное напряжение прямопропорционально относительному удлинению или укорочению.
По аналогии с растяжением – сжатием, закон Гука при сдвиге в абсолютных координатах имеет следующий вид:
|
(5.2) |
,где G - модуль сдвига или модуль упругости второго рода. Можно показать, что модуль сдвига связан с модулем упругости первого рода и коэффициентом Пуассона следующим, хорошо согласующимся с опытом, уравнением:
|
(5.3) |
.Для стали модуль сдвига G=8·104 МПа.
Из уравнения (5.2) с учетом (5.1) может быть получен закон Гука при сдвиге в относительных координатах:
|
(5.4) |
или
|
(5.5) |
.Закон Гука справедлив лишь до предела пропорциональности. При испытаниях на сдвиг образцов из пластичных материалов так же, как и при растяжении, наблюдается явление текучести. Предел текучести обозначается через τт, а предел прочности – через τв.
17. Центр тяжести тела - точка твердого тела, через которую проходит равнодействующая всех сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любом его положении в пространстве. Центр тяжести тела совпадает с центром масс.
Движение твёрдого тела можно рассматривать как суперпозицию движения центра масс и вращательного движения тела вокруг его центра масс. Центр масс при этом движется так же, как двигалось бы тело с такой же массой, но бесконечно малыми размерами (материальная точка). Последнее означает, в частности, что для описания этого движения применимы все законы Ньютона. Во многих случаях можно вообще не учитывать размеры и форму тела и рассматривать только движение его центра масс. Часто бывает удобно рассматривать движение замкнутой системы в системе отсчёта, связанной с центром масс. Такая система отсчёта называется системой центра масс (Ц-система), или системой центра инерции. В ней полный импульс замкнутой системы всегда остаётся равным нулю, что позволяет упростить уравнения её движения.
18. Сдвиг — в сопротивлении материалов — вид продольной деформации бруса, возникающий в том случае, если сила прикладывается касательно его поверхности (при этом нижняя часть бруска закреплена неподвижно).
Относительная деформация сдвига определяется по формуле:
,
где
Δx — абсолютный сдвиг параллельных
слоёв тела относительно друг друга; l —
расстояние между слоями (для малых
углов 
)
19. Способы задания движения точки Существуют три способа задания движения точки. Векторный способ. Положение точки определяется радиус-вектором (рис.1.1), проведённым в данную точку из неподвижного начала отсчёта. r = r (t) ≡ OM (t). С течением времени радиус-вектор будет изменяться, поэтому он является некоторой заданной векторной функцией времени r = r (t) . Это уравнение называется уравнением движения точки в векторной форме. Непрерывная кривая, с точками которой в каждый момент времени совпадает движущаяся точка, называет траекторией. По отношению к различным системам отсчёта точка будет описывать разные кривые. Следовательно, траектория относительное понятие. Геометрическое место концов переменного вектора называется годографом. Таким образом, траектория точки есть годограф радиусвектора этой точки. Координатный способ. Положение движущейся точки относительно выбранной системы отсчёта определяется её координатами в каждый момент времени (рис. 1.1): x = f1 t , y = f2 t , z = f3 t .
Функции f1 t , f2 t , f3 t . должны быть однозначными, непрерывными и, по крайней мере, дважды дифференцируемыми. Уравнения движения точки в координатной форме можно рассматривать и как уравнения траектории в параметрическом виде. Если исключить из этих уравнений параметрt , то получим уравнение траектории, как пересечение двух поверхностей F1 (x, y) = 0, F2 (y, z) = 0. Естественный способ. Если известен вид траектории, то движение точки удобно задать естественным способом (рис. 1.2). Для этого на траектории назначают начало отсчёта (точка О), направление отсчёта и записывают зависимость дуговой координаты s от времени t
Функция s = s (t) по самой природе механического движения должна быть непрерывной и однозначной.
С
траекторией точки можно связать
естественный координатный базис:
единичные векторы касательной - 
главной
нормали - 
и
бинормали к траектории 
.
Здесь ρ —
радиус кривизны траектории.
Эти
три вектора образуют естественный
репер, вдоль них идут естественные оси.
Координатные плоскости образуют
сопровождающий трёхгранник и носят
названия: плоскость (τ ,n ) — соприкасающаяся,
плоскость ( n ,b ) — нормальная, плоскость
(b ,τ ) — спрямляющая.
1Полярный момент инерции----Поля́рный моме́нт ине́рции — интегральная сумма произведений площадей элементарных площадок dA на квадрат расстояния их от полюса — ρ2 (в полярной системе координат), взятая по всей площади сечения. Поступательное движение ---это механическое движение системы точек (тела), при котором любой отрезок прямой, связанный с движущимся телом, форма и размеры которого во время движения не меняются, остается параллельным своему положению в любой предыдущий момент времени.[1] Изгибающий момент --- — момент внешних сил относительно сечения балки. Вращательное движение ---вид механического движения. При вращательном движении абсолютно твёрдого тела его точки описывают окружности, расположенные в параллельных плоскостях. Центры всех окружностей лежат при этом на одной прямой, перпендикулярной к плоскостям окружностей и называемой осью вращения. Ось вращения может располагаться внутри тела и за его пределами. Ось вращения в данной системе отсчёта может быть как подвижной, так и неподвижной. Например, в системе отсчёта, связанной с Землёй, ось вращения ротора генератора на электростанции неподвижна. Поперечная сила----внутреннее усилие, возникающее в плоскости поперечного сечения стержня под действием нагрузки и стремящееся вызвать сдвиг одного поперечного сечения относительно другого, смежного с ним. Под действием С. п. в плоскости сечения стержня возникают касательные напряжения, наз. также скалывающими, напр.: а) в балке, работающей на изгиб, возникают С. п. вследствие наличия усилий, направленных поперек оси балки (нагрузка, опорные реакции); б) в заклепочном соединении под действием С. п. стержень заклепки работает на срез в плоскости соприкасания соединяемых им листов. Аксиомы динамики---1.8 Аксиомы динамики Первая аксиома (принцип инерции) Всякая изолированная материальная точка находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения, пока приложенные силы не выведут ее из этого состояния Это состояние называют состоянием инерции. Вывести точку из этого состояния, т.е. сообщить ей некоторое ускорение, может внешняя сила. Всякое тело (точка) обладает инертностью. Мерой инертности является масса тела. Осевой момент инерции---Момент инерции — скалярная физическая величина, мера инертности тела во вращательном движении вокруг оси, подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении. Характеризуется распределением масс в теле: момент инерции равен сумме произведений элементарных масс на квадрат их расстояний до базового множества (точки, прямой или плоскости). Работа постоянной силы---- это физическая величина, являющаяся скалярной количественной мерой действия силы или сил на тело или систему, зависящая от численной величины и направления силы(сил) и от перемещения точки(точек) тела или системы.[1]. Понятие о кручении---- в сопротивлении материалов), вид деформации, характеризующийся взаимным поворотом поперечных сечений стержня, вала и т. д. под влиянием моментов (пар сил), действующих в этих сечениях. Поперечные сечения круглых стержней (валов) при Кручение (в сопротивлении материалов) остаются плоскими; при Кручение (в сопротивлении материалов) призматических стержней происходит т. н. депланация сечения (последнее не будет плоским). Если депланация в разных сечениях различна, то наряду с касательными напряжениями в поперечных сечениях стержня возникают также нормальные напряжения. В этом случае Кручение (в сопротивлении материалов) называется стеснённым. При свободном Кручение (в сопротивлении материалов) (когда депланация во всех сечениях одинакова) в поперечном сечении возникают только касательные напряжения. Теорема о работе силы тяжести----хз Ременные передачи----это передача механической энергии при помощи гибкого элемента (ремня) за счёт сил трения или сил зацепления (зубчатые ремни). Может иметь как постоянное, так и переменное передаточное число (вариатор), валы которого могут быть с параллельными, пересекающимися и со скрещивающимися осями. Мощность---- физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени Зубчатые передачи-- это механизм или часть механизма механической передачи, в состав которого входят зубчатые колёса . Коэффициент полезного действия----КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле Подшипники-----изделие, являющееся частью опоры или упора, которое поддерживает вал, ось или иную подвижную конструкцию с заданной жёсткостью. Фиксирует положение в пространстве, обеспечивает вращение, качение или линейное перемещение (для линейных подшипников) с наименьшим сопротивлением, воспринимает и передаёт нагрузку от подвижного узла на другие части конструкции
1.Аксиомы статики Система сил, приложенная к телу или материальной точке, называется уравновешенной или эквивалентной нулю, если тело под действием этой системы находится в состоянии покоя или движения по инерции. Не нарушая механического состояния тела, к нему можно приложить или отбросить уравновешенную систему сил. О действии и противодействии. При всяком действии одного тела на другое со стороны другого тела имеется противодействие, такое же по величине, но противоположное по направлению. О двух силах. Две силы, приложенные к одному и тому же телу, взаимно уравновешены (их действие эквивалентно нулю) тогда и только тогда, когда они равны по величине и действуют по одной прямой в противоположные стороны. О равнодействующей. Равнодействующая двух сил, приложенных к одной точке, приложена к той же точке и равна диагонали параллелограмма, построенного на этих силах как сторонах. Аксиома затвердевания. Если деформируемое тело находилось в равновесии, то оно будет находиться в равновесии и после его затвердевания. Аксиома о связях. Механическое состояние системы не изменится, если освободить её от связей и приложить к точкам системы силы, равные действовавшим на них силам реакций связей. 2.Напряжения и продольная деформация при растяжении и сжатии. При растяжении и сжатии в сечении действует только нормальное напряжение. Напряжения в поперечных сечениях могут рассматриваться как силы, приходящиеся на единицу площади. Таким образом, направление и знак напряжения в сечении совпадают с направлением и знаком силы в сечении. Исходя из гипотезы плоских сечений, можно предположить, что напряжение при растяжении и сжатии в пределах каждого сечения не меняются 3.Проекции сил на оси координат Проекции сил на оси координат можно считать частным случаем разложения на заданные направления. Оси координат, как правило, мы выбираем прямоугольными, что облегчает задачу. Проекции получают опусканием перпендикуляров на заданные оси координат. Проекции - скалярные величины, то есть они не имеют направления. Но каждой проекции приписывается знак "+" или "-", в зависимости от направления исходного вектора относительно выбранных направлений осей. 4.Закон Гука при растяжении и сжатии Напряжение вдоль оси прямо пропорционально растягивающей или сжимающей силе и обратно пропорционально площади поперечного сечения. При упругой деформации между напряжением и относительной деформацией определяется законом Гука, при этом поперечные относительные деформации выводятся из продольных путём умножения их на коэффициент Пуассона. Пластическая деформация, предшествующая разрушению части материала, описывается нелинейными законами. Р=F/A0 x cos a