Презентация на тему: Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления

Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления
1/61
Средняя оценка: 4.3/5 (всего оценок: 51)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1537 Кб)
1

Первый слайд презентации

Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления материалов Сопротивление материалов представляет собой одну из ветвей механики деформируемого твердого тела, т. е. такого тела, которое под действием приложенных к нему сил изменяет свою форму и размеры — деформируется.

Изображение слайда
2

Слайд 2

На основе методов сопротивления материалов и смежных областей механики деформируемого тела (математической и прикладной теории упругости, математической и прикладной теории пластичности, статики и динамики сооружений) выполняют расчеты машин, аппаратов, приборов, конструкций промышленных и гражданских сооружений.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Для того, чтобы получить более полное представление о задачах сопротивления материалов, рассмотрим некоторые частные примеры схем простейших конструкций.

Изображение слайда
4

Слайд 4

Реальные твердые тела под действием приложенных к ним сил деформируются; в рассматриваемом случае тяга удлинится, а балка изогнется п римерно так, как показано штриховыми линиями на рисунке. Допустим теперь, что балка разгружена: сила Р удалена. При этом в зависимости от величины силы Р (силу тяжести конструкции не учитываем), материалов и размеров балки и тяги могут представиться два случая (полагаем, что при действии силы Р ни один из элементов конструкции не разрушается).

Изображение слайда
5

Слайд 5

1. Балка и тяга полностью восстанавливают те формы и размеры, которые они имели до нагружения; в этом случае говорят, что в системе (конструкции) при заданной нагрузке возникают лишь упругие деформации. 2. Деформации балки и тяги уменьшаются, но система все же остается в деформированном состоянии; такое положение означает, что в системе при заданной нагрузке возникают наряду с упругими также и пластические (остаточные) деформации.

Изображение слайда
6

Слайд 6

При заданной величине силы Р следует так выбрать размеры сечения тяги и балки, чтобы ни один из элементов конструкции не разрушился и в нем не возникли пластические деформации. При соблюдении указанных условий балка и тяга имеют достаточную прочность. Легко понять, что возможна и обратная постановка задачи: размеры и материалы балки и тяги известны и требуется определить ту наибольшую величину силы Р, при которой прочность конструкции обеспечена.

Изображение слайда
7

Слайд 7

П ервая задача сопротивления материалов — расчет элементов конструкций на прочность. Прочность – способность материала, не разрушаясь, воспринимать внешние механические воздействия. Возникновение упругих деформаций в нагруженной конструкции неизбежно, так же неизбежны и обусловленные этими деформациями перемещения отдельных точек конструкции.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Может оказаться, что величина f больше допустимой по условиям нормальной работы конструкции. В этом случае говорят, что конструкция имеет недостаточную жесткость. жесткостью называют способность материала или элемента конструкции сопротивляться упругим деформациям.

Изображение слайда
9

Слайд 9

Пример недостаточной жесткости конструкции Вторая задача сопротивления материалов — расчет элементов конструкций на жесткость

Изображение слайда
10

Слайд 10

Рассмотрим еще один пример Если стержень ВС сравнительно длинный и тонкий, то при некоторой величине силы Р он может внезапно изогнуться (выпучиться), как показано штриховыми линиями

Изображение слайда
11

Слайд 11

Иными словами, при определенных условиях (при увеличении нагрузки до критического значения) первоначальная прямолинейная форма равновесия стержня становится неустойчивой и возникает новая устойчивая форма равновесия — криволинейная. При таком характере деформации конструкция практически выходит из строя: она или разрушается, или в ней возникают недопустимо большие перемещения.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Поэтому расчет должен обеспечить такое соотношение нагрузок, размеров и свойств материала, при котором гарантирована (с определенным запасом) устойчивость заданной (прямолинейной) формы равновесия. третья задача сопротивления материалов — расчет элементов конструкций на устойчивость. Подводя итог, заключаем, что сопротивление материалов дает основы расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

Изображение слайда
13

Слайд 13

Некоторые замечания При решении задач сопротивления материалов широко применяют уравнения равновесия различных систем сил, полученные в статике абсолютно твердого тела, но все приемы и методы статики могут быть использованы в сопротивлении материалов.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Замена одной системы сил другой, статически эквивалентной, в частности перенос силы по линии ее действия и замена ряда сил их равнодействующей, резко изменяют характер деформации детали и поэтому недопустимы.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Изображение слайда
16

Слайд 16

Изображение слайда
17

Слайд 17

КЛАССИФИКАЦИЯ ВНЕШНИХ СИЛ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ Внешние силы, действующие на элементы конструкций, как известно из курса теоретической механики, делятся на активные и реактивные (реакции связей). Активные внешние силы принято называть нагрузками.

Изображение слайда
18

Слайд 18

Приводной вал

Изображение слайда
19

Слайд 19

Мостовой кран

Изображение слайда
20

Слайд 20

В случае, если рассматриваемый элемент конструкции движется с ускорением, то к числу действующих на него нагрузок относятся также силы инерции. Силы тяжести данной части конструкции и силы инерции, возникающие при ее ускоренном движении, являются объемными силами, т. е. они действуют на каждый бесконечно малый элемент объема.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Нагрузки, передающиеся от одних элементов конструкции к другим, относятся к числу поверхностных сил. Поверхностные силы делятся на сосредоточенные и распределенные. При этом следует помнить, что сосредоточенных сил, конечно, не существует — это абстракция, которая вводится для удобства расчетов.

Изображение слайда
22

Слайд 22

По характеру изменения во времени различают: 1. Статические нагрузки, нарастающие медленно и плавно от нуля до своего конечного значения, достигнув которого, в дальнейшем не изменяются. Примером могут служить центробежные силы в период разгона и при последующем равномерном вращении какого-либо ротора.

Изображение слайда
23

Слайд 23

2. Повторные нагрузки, многократно изменяющиеся во времени по тому или иному закону. Примером такой нагрузки служат силы, действующие на зубья зубчатых колес. 3. Нагрузки малой продолжительности, прикладываемые к конструкции сразу в полную величину или даже с начальной скоростью в момент контакта (эти нагрузки часто называют динамическими или ударными ). Примером ударной является, например, нагрузка, воспринимаемая деталями парового молота во время ковки.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Элементы конструкций Формы элементов конструкций чрезвычайно разнообразны, но с большей или меньшей степенью точности каждый из них можно для расчетных целей рассматривать либо как брус, либо как оболочку или пластинку, либо как массив.

Изображение слайда
25

Слайд 25

Брус - тело, два измерения которого невелики по сравнению с третьим (длиной).

Изображение слайда
26

Слайд 26

Различают прямые и кривые брусья с постоянным, непрерывно или ступенчато изменяющимся поперечным сечением

Изображение слайда
27

Слайд 27

Пластинка и оболочка характеризуются тем, что их толщина невелика по сравнению с остальными размерами. Пластинку можно рассматривать как частный случай оболочки

Изображение слайда
28

Слайд 28

Массивом - п ринято называть тело, все три измерения которого - величины одного порядка, например, фундамент под машину

Изображение слайда
29

Слайд 29

Допущения о свойствах материалов и характере деформаций В сопротивлении материалов приходится вводить ряд допущений о свойствах материалов, позволяющих построить достаточно простую и удобную для инженерной практики теорию расчетов элементов конструкций. Рассмотрим эти допущения:

Изображение слайда
30

Слайд 30

1. Материал однороден т. е. свойства любых сколь угодно малых его частиц совершенно тождественны. 2. Материал сплошной, т.е. материал тела полностью заполняет весь объем тела без каких-либо пустот т. е. тело рассматривается как с плошная среда. 3. Материал изотропен ; т. е. физико-механические свойства его по всем направлениям одинаковы. Материалы, не обладающие указанным свойством, называют анизотропными

Изображение слайда
31

Слайд 31

4. В известных пределах нагружения материал обладает идеальной (совершенной) упругостью, т. е. после снятия нагрузки деформации полностью исчезают.

Изображение слайда
32

Слайд 32

Допущения, связанные с характером деформаций элементов конструкций 1. Перемещения точек тела (конструкции), обусловленные его упругими деформациями, весьма малы по сравнению с размерами самого тела ( принцип начальных размеров ) Из этого допущения следует, что изменения в расположении сил, происходящие при деформации конструкции, не следует учитывать при составлении уравнений равновесия (при определении реакций связей), а также и при определении внутренних сил

Изображение слайда
33

Слайд 33

Изображение слайда
34

Слайд 34

2. Перемещения точек упругого тела в известных пределах нагружения прямо пропорциональны силам, вызывающим эти перемещения. Конструкции (часто говорят системы), для которых справедлива указанная прямая пропорциональность между силами и соответствующими перемещениями, называют линейно деформируемыми

Изображение слайда
35

Слайд 35

3. Принцип независимости действия сил, который можно сформулировать следующим образом: результат действия группы сил не зависит от последовательности нагружения ими конструкции и равен сумме результатов действия каждой из сил в отдельности. Сформулированное положение называют также принципом сложения действия сил, или принципом суперпозиции

Изображение слайда
36

Слайд 36

Изображение слайда
37

Слайд 37

МЕТОД СЕЧЕНИЙ. ВНУТРЕННИЕ УСИЛИЯ В ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЯХ БРУСА Прочность твердого тела обусловлена силами сцепления между отдельными его частицами. При деформации тела, вызванной действием приложенных к нему внешних сил, величины внутренних сил изменяются. В дальнейшем при определении внутренних сил будем подразумевать не их абсолютные значения, а только те изменения, которые вызваны действующими на тело нагрузками.

Изображение слайда
38

Слайд 38

При возрастании внешних сил увеличиваются и внутренние силы, но лишь до определенного предела, при превышении которого наступает разрушение. Это предельное значение внутренних сил зависит от физико-механических свойств материала данного тела. Для расчета на прочность необходимо иметь возможность определять внутренние силы по заданным нагрузкам. Основу для решения этой задачи дает метод сечений.

Изображение слайда
39

Слайд 39

Метод сечений

Изображение слайда
40

Слайд 40

1. Мысленно рассекают тело плоскостью в том месте, где нужно определить внутренние силы; 2. Отбрасывают одну из частей тела; 3. Заменяют действие отброшенной части на оставленную внутренними силами; 4. Составляют уравнения равновесия для сил, действующих на оставленную часть тела; решая эти уравнения, находят главный вектор и главный момент внутренних сил, возникающих в рассматриваемом сечении.

Изображение слайда
41

Слайд 41

Внутренние силовые факторы

Изображение слайда
42

Слайд 42

Изображение слайда
43

Слайд 43

Изображение слайда
44

Слайд 44

Напряжения Внутренние силы, распределены по сечению тела (в частности, бруса) сплошным образом, при этом в общем случае их величина и направление в отдельных точках сечения различны. Для суждения об интенсивности внутренних сил в определенной точке данного сечения введено понятие о напряжении.

Изображение слайда
45

Слайд 45

- внутренняя сила - малая площадка Среднее напряжение в рассматриваемой точке по проведенному сечению

Изображение слайда
46

Слайд 46

Истинное напряжение в данной точке рассматриваемого сечения Размерность напряжения

Изображение слайда
47

Слайд 47

Через данную точку тела можно провести бесчисленное множество сечений, различно ориентированных в пространстве, и, конечно, в общем случае возникающие на них напряжения будут различны. Поэтому нельзя говорить о напряжении в данной точке, не указывая площадки (сечения), на которой это напряжение возникает.

Изображение слайда
48

Слайд 48

Разложим вектор напряжения р на две составляющие: одну — направленную по нормали к сечению, вторую — лежащую в плоскости сечения. -Нормальное напряжение -Касательное напряжение

Изображение слайда
49

Слайд 49

Изображение слайда
50

Слайд 50

Установим связь между напряжениями и внутренними силовыми факторами в поперечном сечении бруса.

Изображение слайда
51

Слайд 51

Изображение слайда
52

Слайд 52

Изображение слайда
53

Слайд 53

Изображение слайда
54

Слайд 54

Перемещения и деформации Под действием внешних сил все тела меняют свою форму (деформируются). Под действием внешних сил точки тела меняют своё положение в пространстве. Вектор, имеющий начало в точке недеформированного тела, а конец – в соответствующей точке деформированного, называется вектором полного перемещения точки. Его проекции на оси координат носят название перемещений по осям. Они обозначаются через u, v и w соответственно осям x, y и z.

Изображение слайда
55

Слайд 55

Кроме линейного перемещения, введем понятия углового перемещения.

Изображение слайда
56

Слайд 56

Если рассмотреть отрезок прямой между двумя близкими точками до и после изменения формы тела, то легко установить, что этот отрезок поворачивается в пространстве на некоторый угол. Этот угол поворота также характеризуется вектором, который может быть разложен по осям x, y и z.

Изображение слайда
57

Слайд 57

Для того чтобы характеризовать интенсивность изменения формы и размеров, рассмотрим точки А и В недеформированного тела, расположенные друг от друга на расстоянии s. Пусть в результате изменения формы тела это расстояние увеличится на.

Изображение слайда
58

Слайд 58

Отношение приращения длины отрезка к его первоначальной длине назовем средним удлинением на отрезке s Будем далее, уменьшать отрезок s, приближая точку В к точке А. В пределе получим Величина называется линейной деформацией в точке А по направлению АВ

Изображение слайда
59

Слайд 59

В той же точке в другом направлении, деформация будет другой. Если рассматриваются деформации в направлении координатных осей x, y и z, в обозначение вводятся соответствующие индексы. Кроме линейной деформации вводится и понятие угловой деформации. Рассмотрим прямой угол, образованный в недеформированном теле двумя отрезками OD и OC. После нагружения тела внешними силами этот угол изменится и примет значение Б удем уменьшать отрезки ОС и OD, приближая точки С и D к точке О и оставляя при этом угол СО D прямым.

Изображение слайда
60

Слайд 60

Предел разности углов СО D и называется угловой деформацией или углом сдвига в точке О в плоскости СО D. В координатных плоскостях углы сдвига обозначаются через Совокупность линейных деформаций по различным направлениям и угловых деформаций в различных плоскостях для одной точки образует деформированное состояние в точке.

Изображение слайда
61

Последний слайд презентации: Сопротивление материалов Лекция №1 «Основные положения» Задачи сопротивления

Закон Гука Многочисленные наблюдения за поведением твердых тел показывают, что в большинстве случаев деформации в определенных пределах пропорциональны действующим напряжениям. Эта закономерность была установлена Гуком. E – модуль упругости первого рода (модуль Юнга), единица измерения – Паскаль (Па) G - модуль упругости второго рода (модуль сдвига), единица измерения – Паскаль (Па)

Изображение слайда