- •Аксиомы статики
- •2. Связи и реакции связей
- •3.Геометрический метод определения равнодействующей силы
- •4. Аналитическое определение равнодействующей силы
- •7. Главный вектор и главный момент Главный вектор и главный момент плоской системы сил
- •10. Центр тяжести. Статистические моменты площадей
- •Координатный
- •Естественный
- •12. Скорость и ускорение точки
- •17.Линейная скорость и ускорение при вращательном движении
- •Теорема о сложении скоростей
- •20. Мгновенный центр скоростей
- •21.Аксиомы динамики
- •22.Силы инерции
- •23.Метод кинетостатики (принцип Даламбера)
- •24.Работа
- •25.Мощность
- •26. Механический кпд
- •27. Потенциальная и кинетическая энергия
- •33 Напряжения. Нормальные и касательные напряжения
- •36 Испытание материалов на твердость по Бринеллю,Роквеллу,Виккерсу
- •37 Испытания материалов на ударную вязкость
- •38 Диаграммы растяжения для различных типов материалов
- •39 Растяжение-сжатие
- •40 Продольные и поперечные информации
- •41.Расчет на прочность при растяжении-сжатии
- •42.Закон Гука при растяжении-сжатии
- •43.Срез и смятие
- •44Расчеты на прочность при срезе и смятии
- •45 Закон Гука пи срезе(сдвиге)
- •46 Моменты инерции сечений
- •51. Расчет на жесткость при кручении
- •53.Осевые моменты сопротивления сечения
- •54.Расчеты на прочность при изгибе
- •55. Сложное деформированное состояние
- •56.Расчеты на прочность с применением гипотез прочности
- •57. Усталостное разрушение
- •58. Устойчивость сжатых стержней
- •59 Расчет на устойчивость
- •60 Критические напряжения при расчете на устойчивость
- •61. Классификация машин
- •62. Узлы и детали машин
- •А). По числу степеней подвижности н
- •Б). По характеру соприкосновения звеньев
- •В). По характеру относительного движения
- •64. Механизмы
- •67. Клеевые соединения
- •68. Заклепочные соединения
- •Достоинства заклепочных соединений:
- •Недостатки заклепочных соединений:
- •69. Паянные соединения
- •70 Прессовые соединения
- •71 Резьбовые соединения
- •72 Типы крепежных деталей
- •74. Стопорение резьбовых соединений
- •75. Шпоночные соединения
- •76. Шлицевые соединения
- •77. Валы, оси
- •78. Подшипники качения
- •79. Подшипники скольжения
- •80 Механические муфты
- •81. Корпусные детали
- •82. Классификация передач
- •83. Основные характеристики передач
- •84.Фрикционные передачи: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы
- •85.Зубчатые передачи: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы
- •86.Ременные передачи: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы
- •87.Цепные передачи: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы
- •88.Червячные передачи: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы
- •89. Передачи винт-гайка: конструкция, назначение, кинематические характеристики и схемы Достоинства и недостатки передачи “винт-гайка”
- •Применение передачи “винт-гайка”
- •90.Планетарные передачи
26. Механический кпд
коэффициент полезного действия:
27. Потенциальная и кинетическая энергия
Кинетическая энергия – это энергия, которой тело обладает вследствие своего движения:
Потенциальная энергия – это энергия, которая определяется взаимным расположением тел, а также характером сил взаимодействия между этими телами.
Потенциальная энергия в поле тяготения Земли – это энергия, обусловленная гравитационным взаимодействием тела с Землей. Она определяется положением тела относительно Земли и равна работе силы тяжести по перемещению тела из данного положения на нулевой уровень:
Потенциальная энергия упруго деформированного тела – энергия, обусловленная взаимодействием частей тела друг с другом. Она равна работе внешних сил по растяжению (сжатию) недеформированной пружины на величину :
Тело может одновременно обладать и кинетической, и потенциальной энергией.
Полная механическая энергия тела или системы тел равна сумме кинетической и потенциальной энергий тела (системы тел):
28 Основные уравнения динамики
СИЛА ИНЕРЦИИ:
поступательное движение твердого тела:
ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА:
ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ:
КИНЕТИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ:
29.Теорема об изминении количества движения
Изменение количества движения точки за некоторый промежуток времени равно импульсу силы, действующему на точку в течение того же промежутка времени
30.Теорема об изменении кинетической энергии
изменение кинетической энергии на некотором пути равно работе всех действующих на точку сил на том же пути
31 внешние силы и внутренние силовые факторы
В сопротивление материалов силы, приложенные к телу в результате взаимодействия тел, называются внешними. Внешние силы бывают объемными (например, собственный вес) и поверхностными. Поверхностные силы делятся на сосредоточенные (теоретически действующие в точке), и на распределенные (приложенные по длине или на площади). Величина распределенной нагрузки, приходящейся на единицу длины или площади, называется интенсивностью нагрузки. Сопротивление материалов изучает не только статические , но и динамические нагрузки. По времени действия нагрузки делятся на постоянные и временные. По характеру действия нагрузки подразделяются на статические и динамические. Статические нагрузки прилагаются постепенно, они не меняются, или меняются незначительно. Динамические нагрузки меняют величину в течение короткого промежутка времени. Под действием внешних сил в материале возникают внутренние силы, сопровождающие деформацию.
32 Метод сечений
Метод сечений позволяет определить внутренние силы, которые возникают в стержне, находящемся в равновесии под действием внешней нагрузки. Метод сечений состоит из четырех последовательных этапов: разрезать, отбросить, заменить, уравновесить.
33 Напряжения. Нормальные и касательные напряжения
Напряжение в сопротивлении материалов - это интенсивность внутренних сил на некотором участке внутри материала. Его используют при исследовании прочности элемента либо материала.
Считается, что определенный материал в определенных условиях может выдержать определенный уровень напряжений. Таким образом, определив разрушающие напряжения при лабораторном испытании материала, можно прогнозировать прочность этого материала в любом другом элементе.
Напряжения, возникающие в направлении, перпендикулярном к сечению, называют нормальными, обозначаются σσ. Напряжения, возникающие в плоскости сечения, называют касательными, обозначаются ττ.
34 Механические свойства характеризуют способность материалов сопротивляться действию внешних сил. К основным механическим свойствам относятся прочность, твердость, ударная вязкость, упругость, пластичность, хрупкость и др.
Прочность — это способность материала сопротивляться разрушающему воздействию внешних сил.
Твердость — это способность материала сопротивляться внедрению в него другого, более твердого тела под действием нагрузки.
Вязкостью называется свойство материала сопротивляться разрушению под действием динамических нагрузок.
Упругость — это свойство материалов восстанавливать свои размеры и форму после прекращения действия нагрузки.
Пластичностью называется способность материалов изменять свои размеры и форму под действием внешних сил, не разрушаясь при этом.
Хрупкость — это свойство материалов разрушаться под действием внешних сил без остаточных деформаций.
При статических испытаниях на растяжение определяют величины, характеризующие прочность, пластичность и упругость материала. Испытания производятся на цилиндрических (или плоских) образцах с определенным соотношением между длиной l0 и диаметром d0. Образец растягивается под действием приложенной силы Р (рис. 1, а) до разрушения. Внешняя нагрузка вызывает в образце напряжение и деформацию. Напряжение σ — это отношение силы Р к площади поперечного сечения F0, МПа:
σ = P/F0,
Деформация характеризует изменение размеров образца под действием нагрузки, %:
ε = [(l1-l0)/l0] · 100,
где l1 — длина растянутого образца.
Деформация может быть упругой (исчезающей после снятия нагрузки) и пластической (остающейся после снятия нагрузки).
При испытаниях стоится диаграмма растяжения, представляющая собой зависимость напряжения от деформации. На рис. 1 приведена такая диаграмма для низкоуглеродистой стали. После проведения испытаний определяются следующие характеристики механических свойств.
Предел упругости σу — это максимальное напряжение при котором в образце не возникают пластические деформации.
Предел текучести σт — это напряжение, соответствующее площадке текучести на диаграмме растяжения (рис. 1). Если на диаграмме нет площадки текучести (что наблюдается для хрупких материалов), то определяют условный предел текучести σ0,2— напряжение, вызывающее пластическую деформацию, равную 0,2 %. Предел прочности (или временное сопротивление) σв — это напряжение, отвечающее максимальной нагрузке, которую выдерживает образец при испытании.
Относительное удлинение после разрыва δ — отношение приращения длины образца при растяжении к начальной длине l0, %:
δ = [(lk-l0)/l0] · 100,
где lк — длина образца после разрыва.
Рис. 1. Статические испытания на растяжение: а – схема испытания;
б – диаграмма растяжения
Относительным сужением после разрыва ψ называется уменьшение площади поперечного сечения образца, отнесенное к начальному сечению образца, %:
ψ = [(F0-Fk)/F0] · 100,
где Fк — площадь поперечного сечения образца в месте разрыва. Относительное удлинение и относительное сужение характеризуют пластичность материала.
Твердость металлов измеряется путем вдавливания в испытуемый образен твердого наконечника различной формы/
35 Испытание материалов на растяжение
Механические характеристики материала определяются в результате испытания образца на специальных прессах. Форма образца может быть различной, но чаще всего стержень с участком постоянного поперечного сечения (круглого или прямоугольного) длиной . Концы образца имеют специальные утолщения для их закрепления в испытательной машине.
Перед началом испытания материала на растяжениезамеряется площадь поперечного сечения () средней части образца. Значение растягивающей силы (P) и удлинения его средней части () в каждый момент нагружения определяются специальными устройствами. При испытании нагрузка увеличивается медленно и плавно.
Современные испытательные машины снабжены записывающим прибором, который при испытании образца автоматически вычерчивает график зависимости между нагрузкой (P) и абсолютным удлинением (). График называется диаграммой растяжения (или диаграмма Бернулли).
Рассмотрим диаграмму растяжения для стали марки Ст. 3 (рис. 2.3). Эта диаграмма характеризует поведение данного образца, но не материала, из которого он сделан.
В начальной стадии испытания, до точки А с ординатой , зависимость между силой (P) и удлинением () носит линейный характер, что свидетельствует о линейной деформируемости образца. Затем диаграмма искривляется и при некотором значении растягивающей силы наблюдается значительный рост удлинения образца без увеличения нагрузки (текучесть материала). Практически горизонтальный участок диаграммы BC называется площадкой текучести, а точка B – критической точкой диаграммы.
При некотором значении растягивающей силы , соответствующем критической точке B (см. рис. 2.3), на поверхности образца, если он, например, полирован, заметно появление сначала нескольких полосок, параллельных между собой и расположенных под углом примерно к оси образца. Далее появляется вторая система линий, пересекающая первую и наклоненную к оси под тем же углом, что и первая. Такая система сопряженных линий называется линиями Людерса – Чернова, представляющие собой следы сдвигов частиц материала. Направления линий Людерса-Чернова соответствует площадкам, на которых при растяжении возникают наибольшие касательные напряжения.
За точкой C диаграммы удлинение образца начинает расти быстрее нагрузки. Число линий Людерса – Чернова растет, они сливаются друг с другом и, наконец, теряют ясность своих очертаний. Этот участок диаграммы растяженияназывается зоной упрочнения.
В наивысшей точке диаграммы D при силе равной на образце внезапно появляется местное сужение – шейка, которая представляет собой результат накопления деформаций сдвига.
Сопротивление образца растяжению, после образования шейки, падает и его разрыв происходит в точке K при нагрузке:
.
При разрыве образца, как правило, появляется поперечная трещина в центре тяжести поперечного сечения (посредине шейки), а остальная часть сечения скалывается под углом к оси образца так, что на одной части разорванного образца образуется выступ, а на другой – кратер.
Линия разгрузки образца KL оказывается прямой и параллельной начальному участку диаграммы ОА. Следовательно, полная деформация образца состоит из двух частей: упругой, исчезающей после снятия нагрузки, и остаточной (пластической).