Модели нагружения.
-Силы являются мерой механического взаимодействия элементов конструкций. Если элемент конструкции (деталь) рассматривается изолированно от сопряженных деталей, то действие последних заменяется силами, которые называют внешними. Силы взаимодействия между частями отдельной детали называют внутренними. Силы подразделяют на сосредоточенные, распределенные и объемные (массовые).
-Сосредоточенной силой называют силу, действующую на небольшую часть поверхности детали, например силу, приложенную к фланцу сосуда со стороны болта. Распределенными называют силы, действующие на участках поверхности, соизмеримых с полной поверхностью детали, например давление жидкости в сосуде.
Модель времени действия нагрузок.
-По характеру изменения во времени нагрузки подразделяют на статические и переменные. Статической называют нагрузку, которая медленно возрастает от нуля до своего номинального значения и остается постоянной в процессе работы детали (а). Переменной называют нагрузку, периодически меняющуюся во времени (б) Она характеризуется параметрами: амплитудой силы Fa, средней силой Fm, частотой нагружения f и формой цикла.
-Различают малоцикловое погружение для деталей, циклы работы которых не превышает 100000 Если число циклов нагружения детали превышает 100000 - многоцихловым. Оно характерно для деталей длительно работающих машин. Динамическими называются силы, быстро меняющиеся во времени, когда силами инерции нельзя прннебрегать
Модель разрушения.
-Моделям нагружения соответствуют модели разрушения — уравнения (условия), связывающие параметры работоспособности элемента конструкции в момент разрушения с параметрами, обеспечивающими прочность.
-В зависимости от условий нагружения рассматривают модели разрушения: статического, малоциклового и усталостного (многоциклового).
-Не вдаваясь в детальный анализ процесса разрушения, отметим, что разделение тела на части может произойти, если внутренние силы превзойдут силы сцепления отдельных частиц материала. Поэтому для суждения о прочности элемента необходимо сопоставлять максимальные внутренние усилия с предельными характеристиками для данного конструкционного материала.
.Внутренние силы.
-Все конструкции под действием внешних сил испытывают смешения (перемещения относительно ненагруженного состояния) и изменяют свою форму (деформируются). Взаимодействие между частицами внутри элемента конструкции характеризуется внутренними силами.
-Внутренние силы представляют собой силы межатомного взаимодействия, возникающие при воздействии на тело внешних нагрузок.и определяют прочностную надежность Для нахождения внутренних сил используют метод сечений Рассмотрим тело (а), находящееся в равновесии под действием внешних сил Fi, Ft, ..., Fn.. Мысленно рассечем это тело на две части плоскостью П и рассмотрим одну из них (б). Действие одной из них на другую следует заменить системой внутренних сил в сечении. Внутренние силы в сечениях частей тела всегда взаимны. (действие равно противодействию).
Распределение внутр.сил.
В
нутренние
силы распределены по сечению сложным
образом (а).
Однако если привести систему внутренних
сил к центру О тяжести сечения, то для
рассматриваемой части тела можно
определить главный вектор R
и главный
момент М
внутренних сил, действующих по сечению
(б). Так
как система внешних сил удовлетворяет
условиям равновесия, а система внутренних
сил взаимна, то мысленно отсеченная
часть также должна находиться в
равновесии:
Внутренние силовые факторы.
-
Возмём
систему координат хуг,
направив ось х
по нормали к сечению, а оси у
и z
в его плоскости,
и разложим главный вектор и главный
момент на составляющие по этим осям:
-Эти составляющие называют внутренними силовыми факторами в сечении. Составляющая Nx, называемая нормальной или продольной силой, вызывает деформацию растяжения или сжатия. Составляющие Qy и Qz; перпендикулярны нормали и стремятся сдвинуть одну часть тела относительно другой, их называют поперечными силами.
-Составляющая Мx=Т главного момента скручивает тело и называется крутящим моментом. Моменты My и Мг изгибают тело соответственно в плоскостях х0г и хОу и называются изгибающими моментами.
-Чтобы вычислить силовые факторы, необходимо решить шесть уравнений равновесия для одной из отсеченных частей
-SX=0; SY=0; SZ=0; Smx=0; Smy=0; Smz=0