механика-готовая-распечатать и вложить в файл

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра: Проектирование и эксплуатация автомобилей

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу: Механика

Проверил

преподаватель

Яковлева Э.С.

Выполнил

Студент гр.CO-211

№ зач.кн. 11-COт-111

Кузнецов А.И.

Екатеринбург

2012

Реферат на тему:

1. Сопротивление материалов

2. Внешние силы и внутренние усилия

3. Метод сечения

4. Виды деформации

5. Растяжение – сжатие

Сопротивление материалов

Сопротивление материалов — часть механики деформирующего твердого тела, которая рассматривает методы инженерных расчётов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость при одновременном удовлетворении требований надежности, экономичности и долговечности. Сопротивление материалов относится к фундаментальным дисциплинам общеинженерной подготовки специалистов с высшим техническим образованием.

Определение. В точных науках, под Сопротивлением материалов понимают способность противостоять приложенным напряжениям, без разрушения. Область сопромата имеет дело с нагрузками, напряжениями, деформациями и силами приложенными к материалу. Приложенная внешняя нагрузка к исследуемому объекту, заставляет внутренние силы нагружаемого тела противодействовать. Эти внутренние силы, распределенные на участках называются напряжениями. Следствием возрастающих напряжений, являются деформации. Результатом деформаций бывают, растяжения, сжатия или разрыв. Силы в различных материалах основываются на трех различных аналитических методах:

1. Силовой метод - описывает способность нести груз.

2. Жесткостный метод - описывает деформации и удлинения.

3. Стабильный метод - описывает способность поддерживать первоначальную форму.

Предельная прочность материала, понимается как максимально допустимая нагрузка на объект, после снятия которой в объекте наблюдаются остаточные деформации. Предельная сила, понимается как сила, в следствии которой в объекте возникают напряжения, ведущие к поломке (разрыву) данного объекта.

В теоретической части сопротивление материалов базируется на математике и теоретической механике, в экспериментальной части — на физике и материаловедении и применяется при проектировании машин, приборов и конструкций. Практически все специальные дисциплины подготовки инженеров по разным специальностям содержат разделы курса сопротивления материалов, так как создание работоспособной новой техники невозможно без анализа и оценки её прочности, жёсткости и надёжности.

Задачей сопротивления материалов, как одного из разделов механики сплошной среды, является определение деформаций и напряжений в твёрдом упругом теле, которое подвергается силовому или тепловому воздействию.

Эта же задача среди других рассматривается в курсе теории упругости. Однако методы решения этой общей задачи в том и другом курсах существенно отличаются друг от друга. Сопротивление материалов решает её главным образом для бруса, базируясь на ряде гипотез геометрического или физического характера. Такой метод позволяет получить, хотя и не во всех случаях, вполне точные, но достаточно простые формулы для вычисления напряжений. Также поведением деформируемых твёрдых тел под нагрузкой занимается теория пластичности и теория вязкоупругости.

Значения физических величин, как правило, представляются в виде десятичных кратных и дольных единиц от исходных единиц СИ путем умножения их на число 10 в соответствующей степени. Наименование десятичных кратных и дольных единиц образуется присоединением приставок к наименованиям исходных единиц (табл.1).

Таблица 1

Приставка	Сокращенное обозначение	Множитель
Тера	Т	10^12
Гига	Г	10^9
Мега	М	10^6
Кило	к	10^3
Гекто	г	10^2
Дека	да	10^1
Деци	д	10^-1
Санти	с	10^-2
Милли	м	10^-3
Микро	мк	10^-6
Нано	н	10^-9
Пико	п	10^-12

Приставки рекомендуется выбирать таким образом, чтобы числовые значения величин находились в пределах 0,1-1000. Например, сила равняется 14,3 кН (килоньютона), но не 0,0143 МН (меганьютона) или 1430 даН (деканьютона).

Для каждой физической величины, как правило, следует применять одно (основное) наименование. Например, в качестве характеристики количества вещества, заключенного в теле, следует применять массу (а не вес); в качестве параметра вещества - плотность, определяемую как отношение массы к объему.

Среди производных единиц с большой буквы пишутся те, которые образованы от фамилий ученых (Гц, Н, Па и т.д.).

Производные единицы связаны с основными, например:

1 Н = 1 м/с²; 1 Па=1 Н/м²; 1 Дж=1 м; 1 Вт=1 Дж/с.

Приведем пример использования указанных выше приставок. Модуль упругости для стали

Е =2,1Па =2,1 гПа = 2,1 кПа = 2,1 МПа = 0,21 ГПа = 0,21 ТПа.

В некоторых задачах по сопротивлению материалов в исходных данных используются внесистемные единицы, например обороты в минуту или сантиметр в четвертой степени и т.д. Это связано с тем, что на многих работающих сейчас электродвигателях, создающих динамическую нагрузку, обозначено именно количество оборотов в минуту, а в действующих сортаментах на прокат даны геометрические характеристики пока еще в единицах, производных от сантиметра. Переход от этих единиц к системным очевиден. Например:

1см⁴ = 1(10^-2 м)⁴ = 1 м^4;

300 об/мин = 5 об/с = 5 Гц.

Основные механические величины в единицах СИ и соотношения между ними и прежними единицами, подлежащими изъятию, приводятся в таблице 2.

Таблица 2

Наименование величины	Единица		Соотношение единиц
	Наименование	Обозначение
Сила, нагрузка, вес	Ньютон	Н	1Н ≈ 0,1 кгс 1кН ≈ 0,1 тс
Линейная нагрузка	Ньютон на метр	Н/м	1Н/м ≈ 0,1 кгс/м 1кН/м ≈ 0,1 тс/м
Механическое напряжение, модуль упругости	Паскаль	Па	1Па ≈ 0,1 кгс/м^2 1кПа ≈ 0,1 тс/м^2 1мПа ≈ 10 кгс/см^2
Момент силы, момент пары сил	Ньютон-метр	Н∙м	1Н∙м ≈ 0,1 кгс∙м 1кН∙м ≈ 0,1 тс∙м
Работа (энергия)	Джоуль	Дж	1Дж ≈ 0,1 кгс∙м
Мощность	Ватт (джоуль в секунду)	Вт	1Вт ≈ 0,1 кгс∙м/с 1 кВт ≈ 1,36 л.с.

Основные обозначения

,	- сосредоточенная сила
	- продольная (нормальная) сила
	- расчетная несущая способность
	- интенсивность распределенной нагрузки
	- сосредоточенный момент
,	- поперечные силы, направленные вдоль осей ,
,	- изгибающие моменты в поперечном сечении бруса относительно осей ,
,	- крутящий момент в поперечном сечении бруса
	- изгибающий момент в поперечном сечении бруса
	- эквивалентный момент
	- ширина
	- толщина
	- эксцентриситет силы
	– длина, пролет
	- расчетная (условная) длина
	- длина сварного шва
	- продольная ось стержня
y, z	- главные центральные оси инерции поперечного сечения стержня.
	- нормальное напряжение (общее обозначение)
	– нормальные напряжения на площадках с нормалями параллельными осям x и y
	- касательное напряжение (общее обозначение)
, ,	- главные нормальные напряжения
	- эквивалентное напряжение
	- нормальное напряжение при смятии
	- предел текучести
	– предел прочности при растяжении
	– предел прочности при сжатии
, , ,	- нормальные напряжения цикла: максимальное, минимальное, среднее, амплитуда
,	- касательные напряжения цикла: амплитуда и среднее
	- предел текучести
	- временное сопротивление (предел прочности)
	- предел выносливости (общее обозначение)
,	- пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения
,	- пределы выносливости при отнулевом цикле изгиба и кручения
	- расчетное сопротивление смятию болтовых соединений
	- расчетное сопротивление срезу болтов
	- расчетное сопротивление болтов растяжению
	- расчетное сопротивление стали сдвигу
	- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по временному сопротивлению
	- временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению по государственным стандартам и техническим условиям на сталь
	- расчетное сопротивление стали растяжению, сжатию, изгибу по пределу текучести
	- предел текучести, принимаемый равным значению предела текучести по государственным стандартам и техническим условиям на сталь
	- расчетное сопротивление чугуна растяжению
	- расчетное сопротивление чугуна сжатию
	- расчетные сопротивления бетона осевому сжатию для предельного состояния первой группы
	- расчетные сопротивления бетона осевому растяжению для предельного состояния первой группы
	- расчетное сопротивление растяжению при изгибе кладки
	- коэффициент ассиметрии цикла
,	- допускаемые нормальное и касательное напряжения
	- коэффициент запаса прочности
	- допускаемый (требуемый) коэффициент запаса прочности
	- абсолютное удлинение (абсолютная линейная деформация)
	- относительное удлинение (относительная линейная деформация)
	- поперечная деформация
	- упругая деформация
	- угол сдвига (относительная угловая деформация)
	– коэффициент условий работы
	- модуль продольной упругости
	- начальный модуль упругости бетона при сжатии и растяжении
	- модуль упругости каменной кладки
	- модуль упругости при сдвиге (модуль сдвига)
	- коэффициент Пуассона
	- коэффициент линейного температурного расширения
	- работа внешних сил
	- потенциальная энергия деформации
	- перемещение сечения бруса при растяжении (сжатии)
	- угол поворота поперечного сечения бруса при кручении
	- прогиб балки
	- угол поворота поперечного сечения балки при изгибе
	- относительный угол закручивания
	- площадь поперечного сечения бруса брутто
	- площадь сечения болта нетто
	- площадь поперечного сечения бруса нетто
	- необходимая площадь
	- площадь сжатой зоны бетона
	- площадь сечения каменной кладки
,	- статические моменты сечения относительно осей ,
,	- осевые моменты инерции сечения относительно осей ,
,	- осевые моменты инерции сечения относительно осей , , сечения нетто
	- полярный момент инерции сечения
	- центробежный момент инерции сечения
	- радиусы инерции сечения относительно соответствующих осей
	- наименьший радиус инерции сечения
	– моменты сопротивления сечения относительно осей x–x, y–y и z–z соответственно
	- полярный момент сопротивления сечения
,	- эффективные коэффициенты концентрации напряжений
	- коэффициент чувствительности материала к концентрации напряжений
,	- коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла
	- коэффициент влияния шероховатости поверхности на предел выносливости
	- коэффициент влияния упрочнения поверхности на предел выносливости
	- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения на предел выносливости
	- критическая сила
,	- критическое напряжение
	- гибкость стержня