1. Метод сечений. Напряжение. Растяжение, сжатие. Расчет на прочность.
-Нагрузки, приложенные к одной какой-нибудь части тела, от точки к точке передаются остальным частям тела. Силы взаимодействия между частями тела, вызванные нагрузками, называются внутренними силами. Пусть на тело АВ действует уравновешенная система сил (рис. 2.1). Через это тело мысленно проводится плоское сечение «F», которое делит тело на части A и B. В каждом таком сечении будут действовать внутренние силы, характеризующие взаимодействие частей A и B тела. Отбросим одну часть тела, например B, и заменим ее действие на оставшуюся часть силами, распределенными по сечению F. приведем внутренние силы, распределенные по сечению к главному вектору и главному моменту в центре тяжести сечения. Их можно разложить на компоненты вдоль осей координат. Следовательно, в общем случае внутренние силы могут иметь шесть компонентов - Rx, Ry, Rz, Mx, My, Mz (рис. 2.1). Величина компонентов внутренних сил может быть найдена из шести условий равновесия оставленной части тела:
Rx соответствует растяжение или сжатие, Ry и Rz - сдвиг в направлении осей y и z, Mx - кручение, My и Mz - изгиб относительно осей y и z.
-Мерой интенсивности внутренних сил, распределенных по сечениям, служат напряжения – усилия, приходящиеся на единицу площади сечения.
Удельная нагрузка
P=R/A
Нормальная
удельная нагрузка
,
касательное напряжение
[Н/мм2] - [МПа] или [Н/м2] - [Па]
Растяжением (сжатием) называется такой вид нагружения бруса, при котором из шести составляющих главного вектора и главного момента внутренних сил от нуля отличается только продольная сила.
2. Механические свойства конструктивных материалов. Диаграмма растяжения. Пределы текучести и прочности.
Сведения о механических характеристиках материалов получают экспериментами, в основном на растяжение, иногда на сжатие. Испытания на растяжение позволяют судить о поведении материала при других видах деформации: сжатии, сдвиге (срезе), кручении и изгибе.
О
бразцы
испытываются до разрыва на специальных
разрывных машинах, позволяющих
контролировать взаимосвязь силы и
удлинения. Затем пересчитывают в
координаты σ,ε для исключения модуля.
l≈10d
Диаграмма растяжения (для стали):
О
А:
удлинение по закону Гука, σп
– напряжение пропорциональности
σу – предел упругости (обычно σп и σу не различают)
CD: металл “течет“, σт – предел текучести. При снятии нагрузки остается остаточная деформация.
σв – предел прочности, при котором разрывается образец, в точке Е деформация максимаьлна.
Пределом текучести σт называется напряжение, при котором происходит рост пластических деформаций материала без заметного увеличения нагрузки.
Пределом прочности или временным сопротивлением σв называют отношение максимальной силы, которую способен выдержать образец, к первоначальной площади его поперечного сечения.
3. Кручение. Эпюры крутящих моментов. Расчет на прочность при кручении вала, определение диаметра вала.