Задачи и методы сопротивления материалов

Лекция 1

ВВЕДЕНИЕ

Основные положения и допущения (гипотезы)

Задачи и методы сопротивления материалов

Сопротивление материалов – наука, в которой изложены принципы и методы расчёта частей сооружений и машин на прочность, жёсткость и устойчивость. Данный курс является частью более общей науки – механики деформируемого твёрдого тела (МДТТ), в которую входят: теория упругости, теории пластичности и ползучести, теория сооружений, строительная механика, механика разрушения, динамика конструкций и др.

Если в теоретической механике рассматривается равновесие и движение абсолютно твёрдого тела, то в курсе «Сопротивление материалов» используется модель деформируемого тела. Все твёрдые тела в различной степени обладают свойствами прочности, жёсткости и устойчивости, т.е. способны в определённых пределах сопротивляться воздействию внешних нагрузок и температуры, не разрушаясь и при этом существенно не изменяя свои геометрические размеры.

Прочность – способность конструкции или её элементов выдерживать внешние воздействия или сопротивляться воздействию, не разрушаясь. Расчёт на прочность преследует цель подобрать оптимальные (выгодные) размеры сечений элементов конструкций, исключающий возможность их разрушения, либо появления в них остаточных деформаций под действием рабочих нагрузок.

Жёсткость – способность конструкции или её элементов сопротивляться воздействию приложенных к ним сил, получая лишь малые упругие деформации. Расчёт на жёсткость связан с определением допустимых деформаций элементов конструкции или машин.

Устойчивостью называется способность элемента конструкции сохранять первоначальную форму равновесия под действием приложенных сил. Расчёт на устойчивость связан с определением предельных нагрузок, при которых конструкция не теряет устойчивости.

Реальные тела не являются абсолютно твердыми и под действием приложенных к ним сил изменяют свою первоначальную форму и размеры, то есть деформируются.

Деформация – изменение формы, размеров и отдельных частей твёрдого тела.

Деформации тела, исчезающие после снятия внешних сил, называются упругими, а не исчезающие – остаточными или пластическими деформациями.

Перемещение – изменение положения тела или его отдельных частей в пространстве.

1.2 Реальный объект и расчётная схема

В сопротивлении материалов, как и во всякой отрасли естест­вознания, исследование вопроса о прочности или жёсткости ре­ального объекта начинается с выбора расчётной схемы. Расчётная схема конструкции - упрощённая схема реального объекта, освобождённая от не­существенных в данной задаче особенностей. Переход от реального объекта к расчётной схеме осуществляется путём схематизации свойств материала, системы приложенных сил, геометрии реального объекта, типов опорных устройств и т.д.