Презентация. Основы сопротивления материалов. Урок по основам технической механики

Основные положения сопротивления материалов

Все части машин под действием нагрузок деформируются , т.е. изменяют свою форму и размеры, в некоторых случаях происходит разрушение деталей машин.

Сопротивление материалов наука о прочности и деформируемости материалов и элементов машин.

ВИДЫ НАГРУЗОК

На деталь машины в процессе эксплуатации действуют внешние и внутренние силы.

Внешние силы - активные силы и реакции внешних связей (опор).

Сосредоточенная сила - сила,

приложенная к какой-либо точке тела.

Фактически силы воздействуют на очень

малую площадку, размерами которой

пренебрегают.

В реальности часто встречаются

силы, приложенные не к точке, а к

объему или поверхности тела,

например сила тяжести, т. е. нагрузку воспринимает не бесконечно

малая площадка, а значительная площадь. Эти силы называют распределенными .

Внутренние силы – в сопромате учитывают только те внутренние силы, которые возникают в результате внешних нагрузок, считаем, что в нагруженном теле нет внутренних сил, используется метод сечений.

Виды деформаций

Сжатие

Растяжение

Вставка рисунка

Виды деформаций

Изгиб

Сдвиг

Кручение

Детали машин подвергаются действию совместных различных нагрузок. Вал-шестерня испытывает одновременно изгиб и кручение.

Для расчетов элементов конструкции на прочность необходимо знать внутренние силы , 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 .

Метод сечений. Напряжения

Метод сечений заключается в том, что тело мысленно рассекается плоскостью на две части, любая из которых отбрасывается и взамен ее к сечению оставшейся части прикладываются внутренние силы, действовавшие на нее до разреза

Тело мысленно рассекается плоскостью на две части, и взамен ее к сечению оставшейся части прикладываются внутренние силы, действовавшие на нее до разреза Брус состоит из двух участков. Методом сечений определены продольные внутренние силы N 1 и N 2 на этих участках. Уравнение равновесия : ∑ Z = 0, 2F – F – N 1 = 0, N 1 = 2F – F = F. В сечении 2-2 продольная сила N 2 = 2F.

При растяжении и сжатии в сечениях вала возникают

нормальные напряжения,

равномерно распределенные по сечению.

Напряжения определены по формуле:

σ = N / А,

где N – продольная сила,

А – площадь поперечного сечения вала.

При растяжении и сжатии форма сечения

вала на величину напряжений не влияет.

Наглядно изобразить распределение

продольных сил и нормальных напряжений вдоль оси вала можно с помощью графиков, которые называются эпюрами. При этом на эпюрах при построении учитывают знаки (векторные значения) продольных сил и напряжений.

Если продольная сила направлена от сечения , то брус растянут. Растяжение считают положительной деформацией (рис. а ).

Если продольная сила направлена к сечению , то брус сжат. Сжа­тие считают отрицательной деформацией (рис. б ).

Задача

Определить внут­ренние силы внутри каждого участка.

∑ F = 0; - 3 F + N 1 = 0; N 1 = 3F.

Продольная сила положи­тельна, участок 1 растянут.

∑ F = 0; - 3 F + 2 F + N 2 = 0; N 2 = F.

Продольная сила положительна, участок 2 растянут.

∑ F = 0; - 3 F + 2 F + 5F – N 3 = 0; N 3 = 4F.

Продольная сила отрицательна, участок 3 сжат.

Строим эпюру продольной силы.

ПОСТРОИТЬ ЭПЮРУ СИЛ

Правило контроля:

в месте приложения внешней силы на эпю­ре должен быть скачок на величину приложенной силы

Эпюра сил