Материал: Лекция 1 по СМ для ФЭМТО 2021

Дисциплина «Сопротивление материалов»

Лекция 1: Основные понятия сопротивления материалов.

Расчетная схема. Внутренние силы.

Понятия о напряжениях и деформациях.

Правило знаков.

Лектор Серазутдинов Мурат Нуриевич.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ПО КУРСУ «СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ»

1. Александров, А.В. Сопротивление материалов: учебник для ву-

зов / А.В. Александров, В.Д. Потапов, Б.П. Державин. – 7-е изд., стер.

–М.: Высш. шк., 2009. – 560 с.

2.Горшков, А.Г. Сопротивление материалов: учеб. пособие /

А.Г. Горшков, В.Н. Трошин, В.И. Шалашилин. – 2-е изд., испр. М.:

Физматлит, 2008. – 544 с.

3. Серазутдинов М.Н. Основные разделы сопротивления материа-

лов: учеб. пособие / М.Н. Серазутдинов. – Казань: Издательство КНИ-

ТУ, 2019. – 264 с.

1

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время основой при создании любого объекта явля-

ются знание и опыт. На что же прежде всего обращают внимание со-

здатели новейших конструкций машин и аппаратов, а также инжене-

ры, создающие уже широко распространенные объекты. Прежде всего решаются вопросы прочности и долговечности объекта, т.е. вопросы,

без правильного решения которых невозможно использование соору-

жений.

Все современные конструкции, машины, приборы и сооружения изготавливают или строят по заранее разработанным проектам. Про-

ект – это документ, в котором, в частности, указываются размеры эле-

ментов и деталей конструкции, а также необходимые для их изготов-

ления материалы. Таким образом, еще в процессе проектирования необходимо определять размеры элементов конструкции в зависимо-

сти от их назначения, условий эксплуатации, внешних воздействий и используемых материалов.

При проведении ремонтных работ, устранении последствий ава-

рий, изменениях проекта элементы конструкций должны выбираться определенных размеров и форм, обладать заданными свойствами.

Необходимо, чтобы любая создаваемая конструкция была эко-

номичной и надежной при эксплуатации.

2

Экономичность в значительной мере определяется расходом материала, применением недорогих конструкционных материалов.

Надежность конструкции обеспечивается, если она сохраняет

прочность, жесткость и устойчивость при гарантированной долго-

вечности.

Прочность – это свойство конструкции сопротивляться разру-

шению при действии на нее внешних сил (нагрузок).

Жесткость – свойство конструкции сопротивляться дефор-

мированию. Конструкция считается жесткой, если при действии внешних сил изменения ее размеров и формы сравнительно малы.

Устойчивость – свойство системы сохранять свое начальное

равновесное положение при малых внешних воздействиях, не учиты-

ваемых в расчете.

Долговечность конструкции состоит в ее способности сохранять необходимые для эксплуатации свойства в течение определенного от-

резка времени.

Требования надежности и экономичности противоречивы. Же-

лая сделать конструкцию более надежной, приходится назначать большие размеры поперечных сечений ее элементов. Стремление же сделать конструкцию как можно более экономичной связано с необ-

ходимостью уменьшить размеры поперечных сечений элементов. В

определенной степени удовлетворить требованиям надежности и

3

экономичности можно, используя знания, накопленные в науке о прочности тел.

Сопротивление материалов является одним из разделов науки о прочности, в котором излагаются закономерности деформирования и разрушения тел, основанные на теоретических исследованиях и дан-

ных экспериментов.

4

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ

Основные гипотезы сопротивления материалов

В твердом теле под действием приложенных к нему сил проис-

ходит изменение взаимного расположения частиц, при этом изменя-

ются его размеры и форма. Тело деформируется. Например, при рас-

тяжении стержня меняется его длина, а при изгибе изменяется форма.

Деформацией называется изменение взаимного расположения частиц тела, вызывающее изменение его размеров и формы. Если си-

лы, вызывающие деформацию, постепенно уменьшать и затем полно-

стью снять, то тело будет стремиться приобрести свою первоначаль-

ную форму. Деформации полностью или частично исчезнут.

Свойство тел деформироваться под нагрузкой и затем после устранения сил восстанавливать свою первоначальную форму, назы-

вается упругостью. Часть деформации, которая исчезает после снятия нагрузки, называется упругой деформацией, а та часть, которая остает-

ся, называется остаточной деформацией. Возникновение остаточной деформации связано с так называемой пластичностью тела. Если де-

формации после снятия нагрузки полностью исчезли, то тело называ-

ют абсолютно упругим.

5