Тема 3.2 Растяжение и сжатие

Продольная сила, величина, знак, эпюры продольных сил. Гипотеза плос­ких сечений. Нормальное напряжение в поперечных сечениях. Эпюра нормаль­ных напряжений по длине стержня. Понятие о концентрации напряжений. Ко­эффициент концентрации. Принцип Сен-Венана. Продольная деформация. За­кон Гука. Модуль продольной упругости. Определение перемещений поперчен­ных сечений. Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона. Определение перемещений поперечных сечений стержня.

Механические испытания материалов. Диаграммы испытаний, механиче­ские характеристики.

Понятие о предельном напряжении. Коэффициенты запаса прочности пластичных и хрупких материалов. Расчеты на прочность по допускаемым напряжениям и предельным состояниям. Коэффициенты надежности по нагруз­ке, по материалу, по назначению и условиям работы.

Допускаемое напряжение. Условие прочности, выраженное через допус­каемое напряжение. Расчеты на прочность. Понятие о статических неопреде­лимых системах при растяжении (сжатии). Уравнения статики и перемещений.

Практическая работа № 2: «Построение эпюр продольных сил и нор­мальных напряжений ступенчатого бруса, защемленного одним концом, опре­деление изменения длины»

В результате изучения темы студент должен:

знать: внутренние силовые факторы и напряжения, возникающие в по­перечных сечениях; закон Гука; принципы расчетов на прочность; влияние собственной силы тяжести бруса на напряжение и деформации; основные характеристики материалов, получаемые при их механических испытаниях;

уметь: строить эпюры продольных сил, нормальных напряжений; определять нормативные и расчетные нагрузки; производить три вида расчета из условия прочности: проверку прочности, подбор сечения, определение эксплуатационной способности.

Вопросы для самопроверки.

1. Какой внутренний силовой фактор возникает при растяжении (сжатии)?

2. Как нагрузить прямой стержень, чтобы он испытывал только растяжение?

3. Что называется эпюрой продольных сил?

4. Как определить нормальное напряжение в поперечном сечении бруса?

5. Какие поперечные сечения бруса называются опасными?

6. Что такое модуль продольной упругости и какова его размерность?

7. Зависит ли нормальное напряжение от материала бруса и формы поперечного сечения?

8. Что называется коэффициентом запаса прочности?

9. Сформулируйте условие прочности при растяжении и сжатии. Объясните его смысл.

10. Какие расчёты можно выполнить из условия прочности?