Съпротивление на материалите - Конструкция
1. Какви въпроси се разглеждат в дисциплината "Съпротивление на материалите"?
Якостта на материалите се занимава с изчисляването на отделните конструктивни елементи и изчисляването на някои от най-простите конструкции за якост, твърдост и стабилност.
Якост - способността на конструкцията, както и на нейните части и части, да издържат на външни натоварвания, без да се срутват.
Твърдостта е способността на конструкцията и нейните елементи да устояват на промените в първоначалния си размер и форма.
Устойчивостта е способността на конструкцията и нейните елементи да поддържат определена първоначална форма на равновесие.
2. Посочете най-известните учени в областта на науката "Съпротивление на материалите"?
Робърт Хук (1635-1705) - английски натуралист - открива фундаменталната връзка между силите и предизвиканите премествания.
Симон Дени Поасон (1781-1840) - френски механик, физик и математик - пръв въвежда съотношението на Поасон, което характеризира свойствата на материала.
Якоб Бернули (1684-1705) - швейцарски механик, физик - формулира хипотезата за плоските сечения: напречните сечения на пръта, които са плоски преди деформация, остават плоски след деформация.
Журавски Д.И. (1824-1891) - изключителен инженер на комуникациите, строител на мостове - извежда диференциалната връзка между огъващия момент и напречната сила, получава формула за срязващи напрежения в напречните сечения на греда.
Хайнрих Рудолф Херц (1857-1894) - немски физик - е първият, който решава проблема с контактните (локални) напрежения, използвайки теорията на еластичността.
Леонхард Ойлер (1707-1783) - математик и механик - извежда формулата на Ойлер за критичната сила при изчисляване на стабилността на надлъжно компресиран прът.
Феликс Станиславович Ясински (1856-1899) - български инженер и механик - извежда емпирична формула за критичните напрежения, когато гъвкавостта на пръта е по-малка от границата (уточнява обхвата на формулата на Ойлер).
3. Основни конструктивни елементи в съпротивлението на материалите.
Основните изчислителни типови елементи, на които е разделена цялата конструкция, са прът, греда, черупка, плоча, масивно тяло, греда, ферма.
Прътът е тяло, чиято дължина значително надвишава характерните размери на напречното сечение.
Лентата е същата пръчка.
Греда - прът или прът, който се огъва.
Плочата е тяло, чиято дебелина е значително по-малка от другите две измерения.
Черупка - тяло, ограничено от извити повърхности (крива плоча).
Масивното тяло е конструктивен елемент с размери от същия ред.
Фермата е прътова конструкция, която работи само при опън или компресия.
4. Какво се разбира под вътрешни силови фактори и как се дефинират?
Под действието на външни натоварвания в сечението на конструкцията (пръчка, греда и др.) Възникват допълнителни сили, които се наричат вътрешни силови фактори и които се определят по метода на сечението. Това е реакцията на връзката на една отрязана част с друга, реакцията на опората върху тялото, реакцията на гъвкавата връзка и т.н. Силите на въздействието на отрязаната част върху разглеждания конструктивен елемент по отношение на него са външни сили и се определят от общите уравнения на равновесие.
5. Какви видове деформация на гредата определят факторите на вътрешната сила?
Използвайки метода на сеченията, се определят вътрешните силови фактори: главният вектор и главният момент се разлагат на компоненти, които определят следните видоведеформации:
1) Опън (компресия) - надлъжна сила, а всички останали компоненти са равни на нула.
2) Срязване (срязване) - напречна сила или , а всички останали са равни на нула.
3) Усукване - въртящ момент, а всички останали са равни на нула.
4) Огъване - когато или , или , а останалите компоненти са равни на нула.
5) Комплексно съпротивление - когато комбинацията от всякакви вътрешни усилия не е равна на нула.
6. Какво се разбира под механично напрежение и каква е неговата величина?
Напрежението върху дадена област е интензитетът на вътрешните сили, предавани в точка през избрана област.
Общото напрежение в тази област се разлага на нормални и срязващи напрежения и . Стресът има измерението интензивност на натоварването, т.е. MPa (kgf/cm2, tf/m2).
7. Дайте формули, които свързват вътрешните силови фактори с напреженията.
Нормалните и тангенциалните напрежения във всяко напречно сечение на гредата са свързани чрез определени съотношения с вътрешните сили, действащи в това сечение:
Във формулите, координатите на точката, в която се определят напреженията.
8. Какъв вид деформация се нарича опън (компресия)?
Напрежението (компресията) е такъв вид деформация, когато в напречното сечение на пръта под действието на външни натоварвания има само един вътрешен фактор на сила - надлъжна сила и няма други вътрешни фактори на сила.
Надлъжната сила предизвиква нормални напрежения, определени от:
- с равномерното им разпределение по напречното сечение
- неравномерно разпределение
Надлъжната сила и напрежението са положителни при опън и отрицателни при натиск.