36. Коэффициент запаса.
Основным и наиболее распространенным является метод расчета по напряжениям. Согласно этому методу расчет на прочность ведется по наибольшему напряжению σmах, возникающему в некоторой точке нагруженной конструкции. Учитывая свойства материала конструкции напряжение определяется по схеме σmах = σL/n, где σL - некоторое предельное для данного материала напряжение, n — число, большее единицы, называемое коэффициентом запаса или просто запасом
Иногда размеры конструкции заранее известны или назначены, например, из эксплуатационных соображений или соображений технологичности. В этом случае расчет на прочность является поверочным, при этом подсчитывается σmах и определяется фактический коэффициент запаса: n = σL/ σmах. Если этот запас удовлетворяет требованиям, считается, что поверочный расчет дал положительный результат.
37. Поперечный изгиб.
В случае поперечного изгиба в сечении стержня возникает не только изгибающий момент,
но и поперечная сила Q.
Эта сила представляет собой равнодействующую элементарных распределенных сил, лежащих в плоскости сечения. Следовательно, в поперечных сечениях возникают не только нормальные, но и касательные напряжения. Возникновение касательных напряжений τ сопровождается появлением угловых деформаций γ. Поэтому, кроме основных смещений, свойственных чистому изгибу, каждая элементарная площадка сечения dF получает еще некоторые дополнительные угловые смещения, обусловленные сдвигом. Касательные напряжения распределены по сечению неравномерно. Поэтому неравномерно будут распределены и угловые смещения. Это значит, что при поперечном изгибе в отличие от чистого изгиба поперечные сечения не остаются плоскими.
На величине нормальных напряжений искажение плоскости поперечных сечений заметным образом не сказывается. В частности, если поперечная сила Q не меняется по длине стержня, то формулы
σ = M y/ Jх; σmax = Mизг/ Wх
выведенные для случая чистого изгиба, будут давать совершенно точные результаты и в случае поперечного изгиба. При поперечной силе, изменяющейся вдоль оси стержня, формулы чистого изгиба дают для σ некоторую погрешность. Можно показать, что величина этой погрешности имеет порядок отношения h/ L, где h — размер поперечного сечения в плоскости изгиба, а L — длина стержня. В реальных конструкциях размеры поперечного сечения стержня много меньше его длины. Следовательно, величина h/L относительно мала и соответственно незначительной оказывается погрешность. Второй особенностью поперечного изгиба является наличие нормальных напряжений, возникающих в продольных сечениях бруса, т. е. напряжений «надавливания» между слоями. Эти напряжения возникают только при переменной поперечной силе Q и имеют весьма малую величину.
38. Коэффициент пуассона.
Коэффициент Пуассона характеризует упругие свойства материала. При приложении к телу растягивающего усилия оно начинает удлиняться (то есть продольная длина увеличивается), а поперечное сечение уменьшается. Коэффициент Пуассона показывает, во сколько раз изменяется поперечное сечение деформируемого тела при его растяжении или сжатии. Для абсолютно хрупкого материала коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно упругого — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он примерно равен 0,5. (Измеряется в относительных единицах: мм/мм, м/м).