Classification des charges de puissance. Charges agissant sur les structures et les ouvrages : classification et combinaisons. Plier. Types de virages. Exemples de virages

Notions de base de la mécanique technique

Fabrication moderne, défini par une mécanisation et une automatisation élevées, offre l'utilisation grande quantité diverses machines, mécanismes, instruments et autres dispositifs . La conception, la fabrication et le fonctionnement de machines sont impossibles sans connaissances dans le domaine de la mécanique.

Mécanique technique – une discipline qui regroupe les disciplines mécaniques de base : mécanique théorique, résistance des matériaux, théorie des machines et des mécanismes, pièces de machines et principes fondamentaux de conception.

Les tâches principales de la technologie sont d'assurer la solidité, rigidité, durabilité structures d'ingénierie, pièces de machines et appareils.

Résistance des matériaux est une science qui étudie les principes et méthodes de calcul de la résistance, de la rigidité et de la stabilité.

Force- c'est la capacité d'une structure à résister à des charges extérieures dans certaines limites sans destruction.

Rigidité- c'est la capacité d'une structure, dans certaines limites, à percevoir l'action des charges extérieures sans changer dimensions géométriques(sans se déformer).

Durabilité- il s'agit de la capacité d'une structure à conserver sa forme et son équilibre dans un état de charge, ainsi qu'à restaurer indépendamment son état d'origine après avoir subi un certain écart par rapport à l'état d'équilibre.

En plus des exigences ci-dessus, la conception doit être économique, son poids et ses dimensions doivent être minimes. Pour ce faire, il doit avoir une forme et une taille rationnelles.

Classement des charges

Il existe des forces et des moments de forces externes et internes.

Par des forces extérieures(P.) sont les forces agissant sur les points (corps) d'un système donné depuis le côté points matériels(corps) qui n’appartiennent pas à ce système. Les forces externes (charge) sont des forces actives et des réactions de couplage.

Par les forces internes(Q) sont appelées forces d'interaction entre les points (corps) d'un système donné. Ils fonctionnent même en l'absence de charges externes. En agissant sur le corps forces extérieures surgir forces internes supplémentaires déformation qui l'accompagne. Ces forces résistent à la tendance des forces extérieures à modifier la forme du corps ou à séparer une partie d’une autre. Nous étudierons uniquement les efforts internes supplémentaires.

Selon la méthode d'application, les charges sont divisées en :

1) volumétrique– réparti dans tout le volume du corps et appliqué à chacune de ses particules (son propre poids de la structure, forces d'interaction magnétique) ;

2) superficiel– appliqué à des zones de la surface et caractérisant l’interaction par contact direct de l’objet avec les corps environnants :

UN) concentré(P1) – les charges agissant sur une plateforme dont les dimensions sont faibles par rapport aux dimensions de l'élément structurel lui-même (pression de la jante sur le rail) ;

b) distribué(P2)– charges agissant le long d'une plate-forme (ou d'une longueur) dont les dimensions ne sont pas petites par rapport aux dimensions de l'élément structurel lui-même (les chenilles du tracteur appuient sur la poutre du pont).

Les charges distribuées sont caractérisées par l'intensité q [N/m] ou [ N/m 2]. Si q – intensité de charge répartie le long d'un élément de longueur un, Que

Si q – const, il peut être retiré du signe intégral, on obtient alors :

P2 = q ∙ un.

Les charges peuvent être permanentes ou temporaires. Permanent fonctionner toujours ou pendant une durée suffisamment longue (par exemple, le poids mort de la structure). Temporaire agir de manière épisodique (par exemple, pression du vent).

Selon la nature de la charge, ils sont répartis en :

1.statique– est appliqué lentement, augmentant de zéro jusqu'à la valeur finale, et ne change pas ;

2.dynamique– changent d'ampleur ou de direction dans un court laps de temps et s'accompagnent de l'apparition d'accélérations d'éléments structurels. Ceux-ci incluent :

UN) soudain charges – agir immédiatement à pleine force (roue d’une locomotive roulant sur un pont) ,

b) batterie charges – agissent pendant une courte période (marteau diesel),

V) cyclique charges – agir périodiquement (charge sur les dents d’un engrenage).

Une activité physique bien dosée a un effet bénéfique sur l’organisme. Ils vous permettent de réaliser silhouette parfaite, augmenter le tonus musculaire et même renforcer le système immunitaire humain. Cependant, pour obtenir le résultat souhaité, vous devez composer correctement une série d'exercices et choisir leur intensité optimale. Nous vous dirons dans notre article quels types d'activité physique existent et à quelles fins elles sont les plus adaptées.

Classement des charges

Les activités sportives sont pratiquées avec certains objectif spécifique. Il peut s’agir de maintenir le tonus musculaire, de perdre du poids, de se remettre d’une blessure ou de se préparer à faire du sport. Dans chaque cas, les types d'activité physique et leur intensité seront différents, c'est pourquoi ils sont généralement divisés selon la classification suivante :

• aérobique;
• anaérobie;
• intervalle;
• hypoxique.

Notre corps est exposé quotidiennement à certaines de ces charges, tandis que d’autres peuvent dépasser complètement les forces d’un athlète novice. Voyons quelles sont les différences entre chaque type et pour quelles tâches vous devez choisir l'une ou l'autre option.

Groupe d'exercices aérobiques

L'exercice aérobique (ou exercice cardio) est un ensemble d'exercices simples visant à enrichir les cellules quantité requise oxygène, augmentation forces de protection corps et entraîner sa résistance.

Notre corps est exposé à ces charges au quotidien : en allant au magasin, en nettoyant l'appartement, sur le chemin du travail et en marchant. Cela comprend également :

• vélo;
• sports nautiques;
• ski, patinage, roller ;
• gymnastique quotidienne;
• monter les escaliers;
• cours de danse, etc.

Ce groupe comprend presque toutes les options de passe-temps actif. C'est un look idéal pour garder votre corps en forme. activité physique.

L'exercice aérobique est considéré comme le plus sûr. Les gens peuvent les faire d'âges différents quel que soit le niveau de formation. Pour les patients ayant subi des blessures graves et souffrant de maladies chroniques, de telles charges sont recommandées. Cependant, dans dans ce cas l'intensité de l'exercice et la réaction du corps doivent être strictement contrôlées par le médecin traitant.

Exercices anaérobies et comment les faire

Le groupe d'exercices anaérobies comprend des types d'activité physique caractérisés par une sévérité et une intensité accrues. Il s'agit notamment de ceux effectués par les athlètes pour augmenter masse musculaire, et entraîner l'endurance du corps.

Les exercices sont effectués à l'aide d'haltères lourds, d'haltères et de divers appareils d'exercice. Leur essence principale est un mouvement de gravité à court terme sans mouvement du corps. Le résultat final est une augmentation significative du volume du tissu musculaire et des indicateurs de force élevée. Cependant, il faut savoir qu'en augmentant rapidement le volume musculaire, leur élasticité diminue considérablement.

Les exercices anaérobies ont des contre-indications et sont déconseillés aux personnes de plus de 40 ans. Cependant, vous pouvez faire des exercices de résistance modérés pour maintenir votre corps en bonne condition. forme physique: soulevez des haltères jusqu'à 5 kg, utilisez des extenseurs en caoutchouc ou à ressort.

Groupe d'exercices fractionnés : quelles sont leurs caractéristiques ?

Pendant l'entraînement, les athlètes peuvent alterner et combiner différents types activité physique (et son intensité). Dans ce cas, ils parlent de charge par intervalles, lorsque les classes incluent des éléments des premier et deuxième types.

Par exemple, les jeunes et hommes en bonne santé Les personnes pratiquant des sports intenses doivent effectuer des exercices aérobiques. C'est-à-dire que pendant leur entraînement, des exercices intenses et des courses légères alternent. Dans le même temps, les athlètes d'athlétisme peuvent également utiliser des charges importantes affectant un groupe musculaire spécifique. Dans le sport, les types d'activité physique alternent constamment, surtout si nous parlons de sur la formation professionnelle.

Charges hypoxiques

Ils sont utilisés pour entraîner l’endurance des athlètes professionnels. Les charges hypoxiques sont considérées comme des exercices lourds, car elles sont effectuées dans des conditions de manque d'oxygène, lorsqu'une personne est à la limite de ses capacités.

L'objectif principal de ce type d'entraînement est de minimiser le processus d'acclimatation du corps dans un environnement inconnu. utilisé pour la formation système respiratoire grimpeurs qui séjournent souvent dans des conditions de haute altitude, où

Le principe du choix des types d'activité physique (selon la nature de l'impact)

Le choix correct des exercices optimaux est la clé pour obtenir résultat souhaité. C'est pourquoi, avant de commencer l'entraînement, vous devez définir clairement l'objectif final. Cela pourrait être :

• rééducation après des blessures, des opérations et des maladies chroniques;
• guérison et récupération, soulagement du stress après une dure journée ;
• maintenir le corps dans sa forme physique actuelle ;
• augmenter l'endurance et augmenter la force du corps.

La sélection de la charge dans les deuxième et troisième options ne pose généralement pas de difficultés. Voici les exercices avec but thérapeutique C’est beaucoup plus difficile de choisir soi-même. Lorsqu’on réfléchit aux types d’activité physique les plus efficaces pour la récupération, il faut tenir compte de l’état de santé et des capacités actuelles de la personne.

Le même exercice peut être très efficace pour un athlète en forme physique modérée et absolument inutile pour un athlète débutant. Par conséquent, le choix du programme d’entraînement doit être effectué sur la base de charges seuils, et il est préférable que l’entraîneur soit bien conscient de la condition et des capacités de l’athlète.

Types de charges

En plus de la classification principale de la formation, il existe une division des exercices en plusieurs types. Chacun d’eux vise à développer une qualité spécifique.

Selon la nature de l'impact sur le corps, il existe plusieurs grands types d'activité physique :

• pouvoir;
• autoroutes;
• pour la flexibilité ;
• développer la dextérité et les capacités de coordination.

A recevoir de la formation avantage maximal, ils doivent être effectués conformément à certaines règles, dont nous parlerons ci-dessous.

Exercices de force

Les exercices de force aident à maintenir le corps en forme, à ralentir le processus de vieillissement des tissus et à prévenir le développement de divers maladies cardiovasculaires. Il est important que chacun reçoive la charge car les tissus inactifs sont privés de substances essentielles, ce qui entraîne leur vieillissement.

Impact positif de exercices de force est atteint si la charge augmente progressivement, mais en même temps elle correspond à l'état de santé humaine. La charge des charges et leur répétition devraient également augmenter progressivement. Les exercices avec un nombre incontrôlé de répétitions sont absolument inefficaces pour entraîner l'endurance et la force.

Dans les exercices d'amélioration de la santé, l'activité physique (dont la classification et les types sont prescrits par le médecin) repose sur des poids illimités et un nombre de répétitions clairement établi. Cette méthode de sélection des charges vous permet d'obtenir des résultats et d'éviter les blessures.

Sur étapes initialesà l'entraînement, vous ne devez pas utiliser de poids dépassant 40 % du maximum possible selon l'état du corps. Ensuite, la charge peut être sélectionnée de manière à ce que quantité maximale les répétitions de l'exercice étaient d'environ 8 à 12 fois. Et pour les muscles de l'avant-bras, du cou, du bas de la jambe et de l'abdomen, cela atteindrait 15 à 20 fois (avec des pauses entre les séries de 1 à 3 minutes).

Chargements à grande vitesse

Un tel entraînement ne nécessite pas une grande endurance de la part d'une personne et forte tension. Ils fournissent influence positive pour les organismes jeunes et vieillissants. Dans ce dernier cas, les exercices de vitesse sont considérés comme particulièrement pertinents. Après tout, le principal signe de décoloration du corps n'est pas seulement la décoloration de ses fonctions motrices, mais aussi un ralentissement des mouvements.

Les charges rapides ne doivent pas être effectuées pendant plus de 10 à 15 secondes. Les exercices longs (30 à 90 secondes) doivent être effectués à puissance réduite. Ce sont précisément de tels exercices, alternés avec de courts intervalles de repos, qui contribuent au maximum à ralentir le processus de vieillissement des cellules. Afin de maintenir le corps dans une forme optimale, il est recommandé de réaliser des exercices de vitesse lors de chaque activité sportive.

Les bienfaits de l'élasticité des muscles, des ligaments, des articulations

Les exercices de flexibilité sont les types de charges les plus populaires. activités scolaires la plupart des enfants classes juniors. De telles charges aident à maintenir la flexibilité et la mobilité des articulations et de la colonne vertébrale. De plus, les effets positifs de telles charges comprennent :

• prévention de l'usure excessive des articulations;
• prévenir le développement de l'arthrite;
• amélioration de l'état de la capsule articulaire;
• prévention de l'ostéochondrose.

L'élasticité des muscles, des articulations et des ligaments réduit considérablement le risque de blessure et favorise une récupération rapide du tissu musculaire après une activité physique. Les exercices de souplesse détendent parfaitement les muscles et améliorent leur tonus.

L’absence de telles charges entraîne un raidissement des tissus. L’énergie qui pourrait être utilisée pour la récupération est gaspillée et le muscle lui-même souffre d’un manque d’oxygène.

Quelle autre formation est nécessaire ?

La dextérité et les capacités de coordination ne sont pas des qualités moins importantes requises par une personne tout au long de sa vie. En l’absence de formation systématique, ces compétences diminuent progressivement. Quels types d’activités physiques devraient être inclus dans l’entraînement pour développer ces capacités ? Ici, tout est aussi simple que décortiquer des poires. Le plus la meilleure solution Il y aura divers jeux sportifs : tennis, ping-pong, badminton, etc.

Les sports légers sont parfaits pour entraîner l’agilité et constituent une bonne prévention des maladies cardiovasculaires. Il n'y a pas de limite d'âge pour de telles charges, mais elles sont très difficiles à doser. Pour cette raison, pendant l'entraînement, vous devez contrôler votre propre respiration et surveiller votre fréquence cardiaque.

Entraînement d'agilité utilisant jeux de sport augmentent considérablement les capacités d'adaptation du corps et les exercices qui nécessitent une attention constante entraînent bien la réaction mentale. La personne commence à accepter plus vite solutions complexes et agit plus rapidement dans des situations inattendues.

Comme nous l’avons vu, tout type d’activité physique peut avoir un effet positif sur une personne. Cependant, pour obtenir des résultats optimaux, l'entraînement doit être systématique et inclure plusieurs types d'exercices simultanément. De cette manière, il est possible de garantir haut degré résistance du corps à facteurs défavorables, ainsi que développer et améliorer constamment de nouvelles compétences. L’essentiel est de rappeler que quel que soit le type de charge que vous choisissez, il est important de toujours savoir s’arrêter !

Classification des forces externes (charges) Résistance des matériaux

Les forces externes de résistance des matériaux sont divisées en actif Et réactif(réactions de connexion). Charges sont des forces extérieures actives.

Charges par méthode d'application

Par méthode de candidature charges il y a volumineux(poids propre, forces d'inertie) agissant sur chaque élément infinitésimal de volume et de surface. Charges superficielles sont divisés en charges concentrées Et charges distribuées.

Charges distribuées caractérisé par la pression - le rapport de la force agissant sur un élément de surface qui lui est normal par rapport à la surface de cet élément et sont exprimés dans le Système International d'Unités (SI) en pascals, mégapascals (1 PA = 1 N/m2 ; 1 MPa = 106 Pa), etc., et dans le système technique - en kilogrammes de force par millimètre carré, etc. . (kgf/mm2, kgf/cm2).

En matériaux compromettants, ils sont souvent considérés charges superficielles, répartis sur toute la longueur de l'élément structurel. De telles charges sont caractérisées par l'intensité, généralement notée q et exprimée en newtons par mètre (N/m, kN/m) ou en kilogrammes de force par mètre (kgf/m, kgf/cm), etc.

Charges selon la nature des évolutions dans le temps

En fonction de la nature des changements au fil du temps, on les distingue charges statiques- augmentant lentement de zéro jusqu'à sa valeur finale puis ne changeant pas ; Et charges dynamiques provoquant d'importantes forces d'inertie.

Hypothèses de résistance du matériau

Hypothèses de Sopromat Sopromat

Lors de la construction d'une théorie de calcul de la résistance, de la rigidité et de la stabilité, des hypothèses liées aux propriétés des matériaux et à la déformation du corps sont faites.

Hypothèses liées aux propriétés des matériaux

Considérons d'abord hypothèses liées aux propriétés des matériaux:

hypothèse 1: le matériau est considéré comme homogène (ses propriétés physiques et mécaniques sont considérées comme les mêmes en tout point ;

hypothèse 2: le matériau remplit entièrement tout le volume du corps, sans aucun vide (le corps est considéré comme un milieu continu). Cette hypothèse permet d'utiliser des méthodes de calcul différentiel et intégral pour l'étude de l'état de contrainte-déformation d'un corps, qui nécessitent une continuité de la fonction en chaque point du volume du corps ;

hypothèse 3: le matériau est isotrope, c'est-à-dire que ses propriétés physiques et mécaniques en chaque point sont les mêmes dans toutes les directions. Matériaux anisotropes – dont les propriétés physiques et mécaniques changent en fonction de la direction (par exemple le bois) ;

hypothèse 4: le matériau est parfaitement élastique (après suppression de la charge, toutes les déformations disparaissent complètement).

Hypothèses de déformation

Voyons maintenant l'essentiel hypothèses liées à la déformation du corps.

hypothèse 1: les déformations sont considérées comme petites. De cette hypothèse, il s'ensuit que lors de l'élaboration d'équations d'équilibre, ainsi que lors de la détermination forces internes la déformation du corps peut être ignorée. Cette hypothèse est parfois appelée principe de taille initiale. Par exemple, considérons une tige encastrée à une extrémité dans un mur et chargée à son extrémité libre avec une force concentrée (Fig. 1.1).

Le moment dans l'encastrement, déterminé à partir de l'équation d'équilibre correspondante par la méthode de la mécanique théorique, est égal à : . Cependant, la position droite de la tige n’est pas sa position d’équilibre. Sous l'influence de la force (P), la tige se pliera et le point d'application de la charge se déplacera à la fois verticalement et horizontalement. Si nous écrivons l'équation d'équilibre de la tige pour l'état déformé (courbé), alors le moment réel apparaissant dans l'encastrement sera égal à : . En supposant que les déformations sont faibles, nous pensons que le déplacement (w) peut être négligé par rapport à la longueur de la tige (l), c'est-à-dire alors . Cette hypothèse n’est pas possible pour tous les matériaux.

hypothèse 2: les mouvements des points du corps sont proportionnels aux charges provoquant ces mouvements (le corps est linéairement déformable). Pour les structures linéairement déformables, le principe d'indépendance de l'action des forces est valable ( principe de superposition) : le résultat de l'action d'un groupe de forces ne dépend pas de la séquence de chargement de la structure avec celles-ci et est égal à la somme des résultats de l'action de chacune de ces forces séparément. Ce principe repose également sur l’hypothèse de la réversibilité des processus de chargement et de déchargement.

Classification des charges externes agissant sur les éléments structurels.

Classement généraléléments structurels.

Objets techniques et les structures sont constituées de pièces et d'éléments individuels qui diffèrent par une grande diversité de forme, de taille, d'autres paramètres et caractéristiques. Du point de vue des calculs techniques, il est d'usage de distinguer quatre groupes principaux d'éléments structurels : les tiges, les plaques, les coques et les réseaux.

Tiges– il s’agit d’éléments structurels droits ou courbes dont une dimension (longueur) dépasse significativement deux autres dimensions (dans un repère spatial orthogonal), voir Figure 20. Exemples d’éléments structurels tels que des tiges : pieds de chaise ou de table, colonne de une structure de bâtiment, des wagons à câble de levage, un levier de changement de vitesse de boîte de vitesses de voiture, etc.

Tige courbée en Z

Tige droite

Figure 20. Schémas des éléments structurels du type tige

t (épaisseur de la plaque)

Figure 21. Schéma d'un élément de conception de type plaque

Figure 22. Schéma d'un élément structurel de type coque (cylindrique)

Riz. 23. Schéma d'un élément structurel de type tableau

Assiettes- il s'agit d'éléments structurels plats dont une taille (épaisseur) est nettement inférieure aux deux autres. Exemples d'assiettes : dessus de table ; murs et plafonds de bâtiments, etc., voir la figure 21, d'où il ressort clairement que l'épaisseur de la plaque est nettement inférieure à ses deux dimensions en plan.

Coquilles- il s'agit d'éléments structurels non plats à parois minces dans lesquels une dimension (épaisseur de paroi) est nettement inférieure aux autres dimensions. Exemples de carters : canalisations de transport de produits liquides et gazeux (caissons cylindriques) ; récipients cylindriques, sphériques ou combinés pour liquides ; bacs coniques pour matériaux en vrac; revêtements non plats de diverses structures, etc., voir la figure 22, qui montre une coque cylindrique (tuyau cylindrique à paroi mince), dans laquelle l'épaisseur de la paroi est nettement inférieure à son diamètre et à sa longueur.

Tableaux- ce sont des éléments structurels dans lesquels les trois tailles sont comparables. Exemples de tableaux : blocs de fondation machines, machines et structures de construction; supports de pont massifs, etc., voir Figure 23.

Les cours d'ingénierie mécanique et de résistance des matériaux mettent l'accent sur l'étude fondamentale des éléments structurels tels que les éléments. Les plaques, les coques et les réseaux sont étudiés dans le cadre de cours avancés sur la résistance des matériaux et de spécialités.

Forces concentrées- il s'agit de forces appliquées à un élément de structure sur l'aire de sa surface dont les dimensions, par rapport aux dimensions de toute la surface de l'élément de structure, peuvent être négligées. En règle générale, les forces concentrées sont le résultat de l'influence d'un autre corps (notamment un autre élément structurel) sur un corps donné (élément structurel). Dans de nombreux cas pratiquement importants, concentrés

les forces peuvent être considérées comme appliquées à un élément structurel en un point sans dommage notable pour la précision des calculs techniques. Unités de mesure des forces concentrées N (Newton), kN (kilonewton), etc.

Forces volumiques- ce sont des forces appliquées dans tout le volume d'un élément de structure, par exemple des forces de gravité réparties. Unités de mesure des forces volumétriques réparties N/m 3, kN/m 3, etc. La force de gravité totale (N, kN) d'un élément structurel est souvent classiquement prise en compte dans les calculs comme une force concentrée appliquée en un point appelé son centre de gravité.

Forces distribuées (charges)- ce sont des forces appliquées sur une partie de la surface (ou de la longueur) d'un corps déformable, proportionnelle aux dimensions du corps entier. Il existe des forces (charges) superficiellement réparties dont les unités de mesure sont N/m 2, kN/m 2, etc. (par exemple, distribué charges de neige sur les revêtements de bâtiments), ainsi que linéairement charges distribuées(sur la longueur des éléments structurels), dont les unités de mesure sont N/m, kN/m, etc. (par exemple, forces de pression réparties des dalles appuyées sur les poutres des structures de bâtiment).

Forces statiques (charges)– ce sont des forces (charges) qui ne changent pas (ou changent de manière insignifiante) leur valeur, leur position et leur direction d'action lors du fonctionnement de l'ouvrage.

Forces dynamiques (charges)– ce sont des forces (charges) qui changent de manière significative leur valeur, leur position et/ou leur direction sur de courtes périodes de temps et provoquent des vibrations de la structure.

Charges nominales - C'est bien charges maximales survenant lors de l'exploitation de l'ouvrage.

Questions de sécurité:

1) Qu'est-ce qui est étudié dans le cours Résistance des Matériaux ? Quelle est son importance pour les personnes hautement qualifiées spécialistes techniques?

2) Que sont les charges externes et les efforts internes ?

3) Expliquer les notions de déformation, de résistance, de rigidité et de stabilité.

4) Expliquer les notions d'homogénéité, de continuité, d'isotropie et d'anisotropie.

5) Donner une classification des éléments structurels.

6) Donner une classification des charges externes agissant sur les éléments structurels.

1. Alexandrov A.V. et autres. Résistance des matériaux. Manuel pour les universités - M. : Supérieur. école, 2001. – 560 p. (p. 5...20).

2. Stepin P.A. Résistance des matériaux. – M. : Plus haut. école, 1983. – 303 p. (p. 5...20).

3. Manuel sur la résistance des matériaux/Pisarenko G.S. et autres - Kyiv : Naukova Dumka, 1988. - 737 p. (p. 5...9).

Tâches de test pour SRS– à l’aide de la littérature pédagogique, développer les informations sur les problématiques suivantes :

1) que sont les forces élastiques ?

2) quelle est l'essence du principe d'absence d'efforts internes initiaux dans le corps (p. 9-10) ?

3) quels sont les principes de schématisation des charges externes agissant sur les éléments structurels utilisés dans les calculs d'ingénierie (p. 8-11) ?

4) expliquer le principe d'indépendance de l'action des forces (, pp. 18-20 ; , p. 10) ?

5) expliquer le principe de Saint-Venant (, pp. 10-11) ;

6) quelle est la différence entre déformation et déplacement (, pp. 17-18; , pp. 13-14) ?;

7) notion générale sur la méthode des sections (, pp. 13-16 ;, pp. 14-17) ;

8) le concept général de contraintes dans un corps déformable, désignations de contraintes normales et tangentielles (, pp. 13-15 ;, pp. 17-20).

9) classification des charges externes agissant sur les éléments structurels (voir article 5.3).

Cours 6. Thème 6. « Tension-compression centrale de tiges rigides droites »

Objectif de la conférence– présenter des dispositions introductives sur le sujet, l'essence et l'application de la méthode des sections pour déterminer les efforts internes dans les tiges sous tension-compression centrale ; donner des premières notions sur les diagrammes d'efforts internes.

Les forces externes de résistance des matériaux sont divisées en actif Et réactif(réactions de connexion). Charges sont des forces extérieures actives.

Charges par méthode d'application

Par méthode de candidature charges il y a volumineux(poids propre, forces d'inertie) agissant sur chaque élément infinitésimal de volume et de surface. Charges superficielles sont divisés en charges concentrées Et charges distribuées.

Charges distribuées caractérisé par la pression - le rapport de la force agissant sur un élément de surface qui lui est normal à l'aire de cet élément et est exprimé dans le Système international d'unités (SI) en pascals, mégapascals (1 PA = 1 N/m2 ; 1 MPa = 106 Pa), etc. etc., et dans le système technique - en kilogrammes de force par millimètre carré, etc. (kgf/mm2, kgf/cm2).

En matériaux compromettants, ils sont souvent considérés charges superficielles, répartis sur toute la longueur de l'élément structurel. De telles charges sont caractérisées par l'intensité, généralement notée q et exprimée en newtons par mètre (N/m, kN/m) ou en kilogrammes de force par mètre (kgf/m, kgf/cm), etc.

Charges selon la nature des évolutions dans le temps

En fonction de la nature des changements au fil du temps, on les distingue charges statiques- augmentant lentement de zéro jusqu'à sa valeur finale puis ne changeant pas ; Et charges dynamiques provoquant d'importantes forces d'inertie.

28. Chargement dynamique et cyclique, la notion de limite d'endurance.

La charge dynamique est une charge qui s'accompagne de l'accélération des particules du corps en question ou des parties en contact avec celui-ci. Une charge dynamique se produit lorsque des forces augmentant rapidement sont appliquées ou dans le cas d'un mouvement accéléré du corps étudié. Dans tous ces cas, il faut prendre en compte les forces d’inertie et le mouvement des masses du système qui en résulte. De plus, les charges dynamiques peuvent être divisées en impact et re-variable.

La charge d'impact (impact) est une charge dans laquelle l'accélération des particules corporelles change brusquement de valeur en très peu de temps (application soudaine d'une charge). Notez que, bien que le coup fasse référence à vues dynamiques chargement, dans certains cas, lors du calcul de l'impact, les forces d'inertie sont négligées.

Chargement variable (cyclique) à plusieurs reprises – charges qui changent dans le temps en fonction taille(et éventuellement par signe).

Le chargement cyclique est un changement dans les propriétés mécaniques et physiques d'un matériau sous l'action à long terme de contraintes et de déformations qui changent de manière cyclique au fil du temps.

Limite d'endurance(Aussi limite fatigue) - dans les sciences de la résistance : une des caractéristiques de résistance d'un matériau qui le caractérise endurance, c'est-à-dire la capacité à absorber les charges qui provoquent des contraintes cycliques dans le matériau.

29. Le concept de fatigue des matériaux, facteurs influençant la résistance à la rupture par fatigue.

Fatigue des matériaux- en science des matériaux - le processus d'accumulation progressive de dommages sous l'influence de contraintes variables (souvent cycliques), entraînant une modification de ses propriétés, la formation de fissures, leur développement et leur destruction matériel pour la durée indiquée.

Effet de la concentration du stress

Aux endroits où il y a un changement brusque des dimensions transversales de la pièce, des trous, des rainures, des rainures, des filetages, etc., comme indiqué au paragraphe 2.7.1, une augmentation locale de la contrainte se produit, réduisant considérablement la limite d'endurance par rapport à celle pour les échantillons cylindriques lisses. Cette réduction est prise en compte en introduisant dans les calculs facteur de concentration efficace des contraintes, représentant le rapport de la limite d'endurance d'un échantillon lisse sous cycle symétrique à la limite d'endurance d'un échantillon de mêmes dimensions, mais ayant l'un ou l'autre concentrateur de contraintes :

.

2.8.3.2. Influence des dimensions des pièces

Il a été établi expérimentalement qu'à mesure que la taille de l'échantillon testé augmente, sa limite d'endurance diminue ( effet d'échelle). Ceci s'explique par le fait qu'avec l'augmentation de la taille, la probabilité d'hétérogénéité de la structure des matériaux et de ses défauts internes (cavités, inclusions de gaz) augmente, ainsi que par le fait que lors de la production d'échantillons de petite taille, le durcissement (durcissement) de la couche superficielle s'étend à une profondeur relativement plus grande que celle des échantillons de grandes tailles.

L'influence des dimensions des pièces sur la valeur de la limite d'endurance est prise en compte par le coefficient ( facteur d'échelle), qui est le rapport de la limite d'endurance d'une pièce de dimensions données à la limite d'endurance d'un échantillon de laboratoire de configuration similaire ayant de petites dimensions :

.

2.8.3.3. Influence de l'état de surface

Les traces d'un outil coupant, les marques coupantes, les rayures sont à l'origine de microfissures de fatigue, ce qui entraîne une diminution de la limite d'endurance du matériau.

L'influence de l'état de surface sur la limite d'endurance dans un cycle symétrique est caractérisée par coefficient qualité de surface, qui est le rapport entre la limite d'endurance d'une pièce avec un traitement de surface donné et la limite d'endurance d'un échantillon soigneusement poli :

.

2.8.3.4. Effet du durcissement superficiel

Diverses méthodes de durcissement de surface (durcissement mécanique, chimique-thermique et traitement thermique) peut augmenter considérablement la valeur du coefficient de qualité de surface (jusqu'à 1,5 ... 2,0 fois ou plus au lieu de 0,6 ... 0,8 fois pour les pièces sans durcissement). Ceci est pris en compte dans les calculs en introduisant le coefficient.

2.8.3.5. Impact de l’asymétrie du cycle

La cause de la rupture par fatigue d'une pièce est due à des contraintes alternées à action prolongée. Mais, comme l'ont montré les expériences, avec l'augmentation des propriétés de résistance d'un matériau, sa sensibilité à l'asymétrie de cycle augmente, c'est-à-dire la composante constante du cycle « contribue » à la réduction de la résistance à la fatigue. Ce facteur est pris en compte par le coefficient.