Основні поняття та визначення опору матеріалів

Об'ємні або масові сили прикладені до кожної точки об'єму.

Поверхневі сили — це результат безпосередньої контактної взаємодії елементів тіла між собою або з прилеглим до нього середовищем. Вони можуть бути:

а) безперервно розподілені по поверхні (тиск газу в котлі або в циліндрі двигуна, дія води на греблю чи дамбу, рух гусеничного трактора чи танка тощо). Інтенсивність вимірюється навантаженням, що припадає на одиницю площі, Па;

б) безперервно розподілені по лінії. Інтенсивність вимірюється навантаженням, що припадає на одиницю довжини, Н/м;

в) зосереджені сили або моменти (тиск, який передається на елемент конструкції через площадку, розміри якої малі в порівнянні з розмірами всього елемента. Наприклад, сили тиску колеса вагона на рейки), Н або Н-м.

За характером прикладання сил в часі розрізняють статичні і динамічні навантаження.

При розрахунку елементів конструкцій на міцність використовують рішення і формули, одержані теоретичним шляхом. Оскільки реальні тіла володіють різноманітними фізичними і механічними властивостями, для побудови теорії в опорі матеріалів, як і в інших науках, вимушені вдаватись до певної схематизації явищ. Приймають деякі гіпотези і спрощуючі припущення, тобто розглядають реальну конструкцію, виділяючи найбільш суттєві її властивості для цієї задачі, а всі другорядні відкидають. Як результат одержують розрахункову схему. В опорі матеріалів і розглядаються ті розрахункові схеми, які є практично загальними для більшої частини інженерних конструкцій.

Для побудови теорії опору матеріалів приймаються деякі гіпотези і принципи відповідно до структури і властивостей матеріалів, характеру деформацій і напружень, а також діючих сил і геометрії конструкцій.

1. Гіпотеза про суцільність матеріалу. Тіло вважається суцільним, тобто неперервним до деформації залишається неперервним і після деформації (без порожнин, розривів).

2. Гіпотеза про однорідність і ізотропність матеріалу. При цьому вважають, що властивості тіла в будь-якій точці і в будь-якому напрямку однакові.

3. Гіпотези плоских перерізів. Плоскі перерізи, проведені в тілі до деформації, залишаються плоскими і після деформації. Вони залишаються нормальними до осі стержня в процесі деформації. Ця гіпотеза виправдовується дослідом в тому випадку, коли тіло має продовгувату форму (стержень, брус).

4. Гіпотеза про Ідеальну пружність і лінійну залежність між напруженнями і деформаціями. Ідеальна пружність — здатність тіла, яке здобуло деформацію, після усунення причин, що спричиняли її, повністю відновити свою початкову форму.

5. Принцип Сен-Венана. В точках тіла, достатньо віддалених від місця прикладання зовнішніх сил, внутрішні зусилля (напруження) дуже мало залежать від способу прикладання цих сил. Такий принцип дозволяє замінити одну систему сил статично їй еквівалентною (переміщення сил з верхньої частини балки на нижню, заміна зосередженої сили на групу розподілених і навпаки).

6. Принцип незалежності дії сил (суперпозиції). Ефект від суми впливу дорівнює сумі ефектів від окремого впливу. Згідно з цим принципом переміщення, напруження і деформації навантаженого тіла вважають незалежними від порядку прикладання сил.

Використана література:

1.Афанасьев А.Н., Марьин В.А. Лабораторний практикум по сопротивлению материалов.- М.: Наука, 1973.- 287с.

2.Волков Г.С. й др. Лабораторные работы по сопротивлению материалов.- Кировоград: Ин-т-с.-х. машиностроения, 1972.-. 84с.