экзамен по сопромату

Ответы на вопросы по сопромату

1. Какой метод применяется для определения внутренних усилий? В чем он заключается? Для определения внутренних усилий используется метод РОЗУ: Р – разрезаем брус на две части; О – отбрасываем одну из частей; З – заменяем действие отброшенной части внутренними силами; У – составляем уравнение равновесия и из этих уравнений находим внутренние силы.

2. Что такое прочность материала? Прочность – это способность материала сопротивляться разрушению под действием приложенных внешних нагрузок.

3. Что такое жесткость материала? Жесткость – это способность материала сопротивляться деформациям.

4. Что такое упругость материала? Упругость – это свойство тела восстанавливать свои первоначальные размеры после снятия нагрузки.

5. Какие бывают внешние силы? Поверхностные и объемные. К внешним силам относятся : сосредоточенные силы F ( Н, кН), распределенная нагрузка q ( Н/м, Н/м², Н/м³), момент силы М=F*l ( сила * плечо, Н * м), где l – кратчайшее расстояние, перпендикуляр.

6. Чем отличается расчетная схема от реального объекта? Исследование реального объекта начинается с выбора расчетной схемы. Приступая к расчету конструкций следует установить, что в данном случае существует, а что не существует, то есть произвести схематизацию объекта и отбросить все факторы, которые не могут существенным образом, повлиять на расчеты. Реальный объект освобожденный от несущественных особенностей называется расчетной схемой.

7. Укажите разницу между статически приложенной силой и динамической силой. Статистические силы – это силы, которые не изменяют свою величину и точку приложения или меняют с очень небольшой скоростью, так, что возникающими при этом ускорениям можно пренебречь. Динамические силы – силы, которые изменяются во времени с большой скоростью (удар). Действие таких нагрузок сопровождаются колебанием таких конструкций, при этом возникают силы инерции, которые во много раз превосходят статические нагрузки.

8. Укажите разницу между внешними силами и внутренними усилиями. Внешние силы – это силы, приложенные к конструкции. Внутренние – возникающие в элементах конструкции.

9. Какие деформации называются упругими, какие остаточными? Упругие деформации – деформации, исчезающие после снятия нагрузки. Остаточные или пластические – деформации, не исчезающие после снятия нагрузки.

10. Перечислите гипотезы сопромата.

• Материал конструкции однороден и сплошен.

• Материал конструкции изотропен. Изотропность – характеристика материала у которого свойства по всем направлениям одинаковы (металлы). Анизотропность – механические характеристики по различным направлениям различны (дерево, естественные камни, ткани).

• Материал конструкции обладает абсолютной упругостью. Закон Гука.

• Принцип независимости действия сил. Результат суммы нагрузок равен сумме результатов от каждой нагрузки в отдельности.

• Гипотеза плоских сечений (Бернулли).сечения плоскости до деформации остаются плоскими после деформации и перпендикулярны к оси.

• Принцип Сен – Венана: в точках тела, достаточно удаленных от мест приложения нагрузок внутренние силы весьма малы зависят от конкретного способа приложения этих нагрузок.

11. Сколько внутренних усилий возникает в общем случае нагружения бруса и какой вид деформации их вызывает? Возникает 6 внутренних силовых фактора (6ВСФ): N – продольная сила, возникает при работе бруса на растяжение или сжатие; Q_x, Q_y – поперечные силы, возникают при работе бруса на срез, сдвиг, смятие; Т – крутящий момент, возникает при работе бруса на кручение (скручивание); М_х, М_у – изгибающие моменты, возникают при работе бруса на изгиб.

12. Что такое напряжение? На какие составляющие делится полное напряжение? Делится на допускаемое и расчетное. Напряжение – это отношение среднего значения внутренних сил к площади поперечного сечения, при этом площадь должна стремиться к точке. Полное напряжение можно разложить на две составляющие :

13. От чего зависят расчетные напряжения? От чего допускаемые? Допускаемое напряжение зависит от n – коэффициента запаса прочности, 1,5≤n≤3,0 [σ]= σ / n

14. Поясните физический смысл деления напряжений. Единицы измерения.

Нормальное плоское сечение σ – возникает когда частицы материала стремятся сблизиться или отдалиться друг от друга; Касательная плоскость сечения τ – возникают, когда частицы материала сдвигаются друг относительно друга. ( Н/м²=Па, Н/мм²=Мпа)

15. Напишите условия жесткости при растяжении и кручении. При растяжении : σ=Е*ε при кручении: τ=G*γ

16. Что такое модуль упругости? Его геометрический и физический смысл. Геометрический : tg α = σ/ ε Е – модуль упругости, характеризует жесткость материала (Мпа), коэффициент пропорциональности. Физический смысл : E=Fl/Sx l – длина стержня, х – модуль изменения длины стержня.

17. Влияние закрепления концов стержня на критическую силу.

18. Что такое гибкость стержня и от чего она зависит? Гибкость стержня – это μl/i_min=λ, (где μ – коэффициент приведения длины стержня, l – длина стержня, i – радиус инерции). i_min = √J_min/А Она зависит от: 1)размеров поперечного стержня, 2)от способа закрепления стержня.

19. Напряжение при устойчивости. Условие прочности при устойчивости. σ_мах=F/А_брутто ≤ [σ]_y [σ]_y = σ_кр / [n]_y [σ]_y = φ*[σ]_сж φ – коэффициент продольного изгиба, φ<1 σ_мах=F/А_брутто ≤ φ*[σ]_сж условие устойчивости

20. Как определить критическое напряжение при устойчивости, если λ<100? Пользуются эмпирической формулой σ_кр = а – bλ

21. Как определить критическое напряжение при устойчивости, если λ>100? Дать пояснение всем величинам, входящим в формулу. σ_кр = π²*Е/ λ²

22. Условия прочности при устойчивости. σ_мах=F/А_нетто ≤[σ]_сж

23. Формула Эйлера для определения критической силы при устойчивости. Пояснить величины. F_кр = π²*Е* J_min/ (μl)² , где μ – коэффициент приведения длины и зависит от условий закрепления стержня, μl – приведенная длина стержня, Е – модуль продольной упругости, J_min = минимальный момент инерции сечения.

24. Что такое усталость материала? Чем она отличается о выносливости материала? Выносливость – это напряжение цикла, при котором образец не разрушится. yУсталость – это явление разрушения материала в результате постепенного накопления в нем повреждений, приводящих к возникновению усталостной трещины.

25. Какие бывают циклы изменения напряжений при длительной прочности и чем они характеризуются?

26. Основные характеристики циклов изменения напряжений при усталости материала.

27. Какие две зоны наблюдаются при разрушении материала от усталости?