Klasifikacija energetskih opterećenja. Opterećenja koja djeluju na konstrukcije i konstrukcije: klasifikacija i kombinacije. savijati se. Vrste zavoja. Primjeri krivulja

Osnovni pojmovi tehničke mehanike

Suvremena proizvodnja, određena visokom mehanizacijom i automatizacijom, nudi korištenje velikog broja strojeva, mehanizama, instrumenata i drugih uređaja. . Projektiranje, proizvodnja, rad strojeva je nemoguć bez znanja iz područja mehanike.

Tehnička mehanika- disciplina koja uključuje glavne mehaničke discipline: teorijsku mehaniku, čvrstoću materijala, teoriju strojeva i mehanizama, dijelove strojeva i osnove dizajna.

Glavni zadaci u inženjerstvu su osigurati snagu, krutost, održivost inženjerske konstrukcije, dijelovi strojeva i uređaji.

Otpornost materijala je znanost koja proučava principe i metode izračunavanja čvrstoće, krutosti i stabilnosti.

Snaga- to je sposobnost konstrukcije da izdrži vanjska opterećenja bez razaranja u određenim granicama.

Krutost- to je sposobnost konstrukcije, u određenim granicama, da percipira djelovanje vanjskih opterećenja bez promjene geometrijskih dimenzija (bez deformacije).

Održivost- to je sposobnost konstrukcije da održi svoj oblik i ravnotežu u opterećenom stanju, kao i da samostalno povrati svoje izvorno stanje nakon što joj je dano određeno odstupanje od ravnotežnog stanja.

Osim ovih zahtjeva, dizajn mora biti ekonomičan, njegova težina i dimenzije moraju biti minimalne. Da biste to učinili, mora imati racionalan oblik i veličinu.

Klasifikacija opterećenja

Postoje vanjske i unutarnje sile i momenti sila.

Vanjske sile(P) su sile koje djeluju na točke (tijela) danog sustava sa strane materijalnih točaka (tijela) koje ne pripadaju ovom sustavu. Vanjske sile (opterećenje) su aktivne sile i reakcije spajanja.

unutarnje sile(P) nazivaju se sile interakcije između točaka (tijela) zadanog sustava. Oni također rade u nedostatku vanjskih opterećenja. Kada na tijelo djeluju vanjske sile, dodatne unutarnje sile prateći deformaciju. Te se sile opiru želji vanjskih sila da promijene oblik tijela ili odvoje jedan dio od drugog. Proučavat ćemo samo dodatne unutarnje sile.

Prema načinu primjene opterećenja se dijele na:

1) voluminozan- raspoređeni po volumenu tijela i primijenjeni na svaku njegovu česticu (vlastita težina strukture, sile magnetskog međudjelovanja);

2) površno- nanesena na površine i karakterizira izravnu kontaktnu interakciju objekta s okolnim tijelima:

a) usredotočeno(P1) - opterećenja koja djeluju na gradilištu, čije su dimenzije male u usporedbi s dimenzijama samog konstrukcijskog elementa (pritisak naplatka kotača na tračnicu);

b) distribuiran(P2)– opterećenja koja djeluju na gradilištu (ili duljini), čije dimenzije nisu male u usporedbi s dimenzijama samog konstrukcijskog elementa (gusjenice traktora pritišću gredu mosta).

Raspodijeljena opterećenja karakteriziraju intenzitet q [N/m] ili [ N/m 2]. Ako je a q – intenzitet opterećenja raspoređenog duž duljine elementa a, onda

Ako je a q – const, može se izvaditi iz predznaka integrala, tada dobivamo:

P2 = q ∙ a.

Opterećenja mogu biti trajna i privremena. Trajno djelovati uvijek ili dovoljno dugo (na primjer, vlastita težina konstrukcije). Privremeni djelovati epizodično (na primjer, pritisak vjetra).

Prema prirodi djelovanja, opterećenja se dijele na:

1.statički– primjenjuje se polako, povećavajući se od nule do konačne vrijednosti, i ne mijenja se;

2.dinamičan- mijenjaju veličinu ili smjer u kratkom vremenskom razdoblju i popraćene su pojavom ubrzanja konstrukcijskih elemenata. To uključuje:

a) iznenadan opterećenja - djelovati odmah punom snagom (točak lokomotive koji vozi na most) ,

b) bubnjevi opterećenja - djeluju kratko (dizel čekić),

u) ciklički opterećenja - djelovati periodično (opterećenje na zubima zupčanika).

Pravilno dozirana tjelesna aktivnost povoljno djeluje na organizam. Omogućuju vam postizanje savršene figure, povećanje tonusa mišića, pa čak i jačanje imunološkog sustava čovjeka. Međutim, da biste dobili željeni rezultat, morate pravilno sastaviti set vježbi i odabrati njihov optimalni intenzitet. Koje vrste tjelesne aktivnosti postoje i za koje su svrhe najprikladnije, reći ćemo u našem članku.

Klasifikacija opterećenja

Sportske aktivnosti obavljaju se za određenu svrhu. To može biti održavanje mišićnog tonusa, mršavljenje, oporavak od ozljede ili priprema za sportska natjecanja. U svakom slučaju, vrste tjelesne aktivnosti i njihov intenzitet će se razlikovati, pa se obično dijele prema sljedećoj klasifikaciji:

• aerobni;
• anaerobni;
• interval;
• hipoksičan.

Nekim od ovih opterećenja naše tijelo svakodnevno je izloženo, dok su druga možda potpuno izvan moći sportaša početnika. Pogledajmo razlike između svake vrste i za koje zadatke treba odabrati jednu ili drugu opciju.

Grupa za aerobne vježbe

Aerobna vježba (ili kardio) je kompleks jednostavnih vježbi koje imaju za cilj obogaćivanje stanica potrebnom količinom kisika, povećanje obrambenih snaga tijela i treniranje njegove stabilnosti.

Naše je tijelo svakodnevno izloženo tim opterećenjima: tijekom odlaska u trgovinu, u procesu čišćenja stana, na putu do posla i u šetnji. To također može uključivati:

• biciklizam;
• sportovi na vodi;
• skijanje, klizanje, rolanje;
• dnevna gimnastika;
• hodanje uz stepenice;
• satovi plesa itd.

Ova skupina uključuje gotovo sve mogućnosti za aktivno provod. Za održavanje tijela u dobroj formi ovo je idealan oblik vježbanja.

Aerobne vježbe se smatraju najsigurnijim. Mogu ih izvoditi ljudi svih dobnih skupina, bez obzira na stupanj osposobljenosti. Bolesnicima koji su pretrpjeli teške ozljede i kronične bolesti preporučuju se upravo takva opterećenja. Međutim, u ovom slučaju, intenzitet nastave i reakciju tijela treba strogo kontrolirati liječnik.

Anaerobne vježbe i kako ih izvoditi

Anaerobna skupina vježbi uključuje vrste tjelesne aktivnosti koje karakterizira povećana težina i intenzitet. To uključuje one koje sportaši izvode kako bi povećali mišićnu masu i trenirali tjelesnu izdržljivost.

Vježbe se izvode pomoću teških bučica, utega i raznih simulatora. Njihova glavna bit je kratkotrajno kretanje gravitacije bez pomicanja tijela. Konačni rezultat je značajno povećanje volumena mišićnog tkiva i visoki pokazatelji snage. Međutim, morate biti svjesni da se u procesu brzog povećanja volumena mišića njihova elastičnost značajno smanjuje.

Anaerobna tjelovježba ima kontraindikacije i ne preporučuje se osobama starijim od 40 godina. Ipak, možete izvoditi vježbe s umjerenim utezima koje vam omogućuju održavanje tijela u dobroj fizičkoj formi: dižite bučice do 5 kg, koristite gumene ili opružne ekspandere.

Skupina intervalnih vježbi: koje su njihove značajke?

Tijekom treninga sportaši mogu izmjenjivati ​​i kombinirati različite vrste tjelesne aktivnosti (i njihov intenzitet). U ovom slučaju se govori o intervalnom opterećenju, kada klase uključuju elemente prvog i drugog tipa.

Na primjer, mladim i zdravim muškarcima koji se bave teškim sportovima preporuča se bezuspješno izvođenje aerobnih vježbi. Odnosno, tijekom njihovog treninga izmjenjuju se teške vježbe i lagano trčanje. Istodobno, sportaši mogu dodatno koristiti velika opterećenja koja utječu na određenu mišićnu skupinu. U sportu se vrste tjelesne aktivnosti stalno izmjenjuju, posebice kad je riječ o stručnom usavršavanju.

Hipoksična opterećenja

Koriste se za trening izdržljivosti profesionalnih sportaša. Hipoksična opterećenja su teške vježbe, jer se izvode u uvjetima nedostatka kisika, kada je osoba na granici svojih sposobnosti.

Glavni cilj ove vrste treninga je minimizirati proces aklimatizacije tijela u neobičnom okruženju. služe za treniranje dišnog sustava penjača, koji često borave u visinskim uvjetima, gdje

Načelo odabira vrste tjelesne aktivnosti (prema prirodi utjecaja)

Pravi izbor optimalnih vježbi ključ je za postizanje željenog rezultata. Zato prije početka treninga morate jasno odrediti konačni cilj. To bi mogao biti:

• rehabilitacija nakon ozljeda, operacija i kroničnih bolesti;
• oporavak i oporavak, oslobađanje od stresa nakon napornog dana;
• održavanje tijela u postojećem fizičkom obliku;
• povećati izdržljivost i povećati snagu tijela.

Izbor opterećenja u drugoj i trećoj opciji obično ne uzrokuje poteškoće. Ali vježbe u terapeutske svrhe puno je teže odabrati same. Razmišljajući o tome koje vrste tjelesne aktivnosti najučinkovitije obnavljaju, treba uzeti u obzir trenutno stanje i sposobnosti osobe.

Ista vježba može biti vrlo učinkovita za sportaša u umjerenoj fizičkoj kondiciji i apsolutno beskorisna za sportaša početnika. Stoga bi se odabir programa treninga trebao provoditi prema principu praga opterećenja, a bolje je ako je trener dobro upoznat sa stanjem i mogućnostima sportaša.

Vrste opterećenja

Uz glavnu klasifikaciju treninga, postoji podjela vježbi na nekoliko vrsta. Svaki od njih usmjeren je na razvoj određene kvalitete.

Prema prirodi utjecaja na tijelo, postoji nekoliko glavnih vrsta tjelesne aktivnosti:

• vlast;
• velika brzina;
• za fleksibilnost;
• razvijati spretnost i sposobnosti koordinacije.

Kako bi se izvukla maksimalna korist od treninga, treba ih izvoditi u skladu s određenim pravilima o kojima ćemo govoriti u nastavku.

Vježbe snage

Vježbe snage pomažu održavanju tijela u dobroj formi, usporavaju proces starenja tkiva i sprječavaju razvoj raznih kardiovaskularnih bolesti. Važno je da svi primaju opterećenje, jer su uspavana tkiva lišena potrebnih tvari, što dovodi do starenja.

Pozitivan učinak vježbi snage postiže se ako se opterećenje postupno povećava, ali u isto vrijeme odgovara stanju ljudskog zdravlja. Opterećenja utezima i njihovo ponavljanje također bi se trebali postupno povećavati. Vježbe s nekontroliranim brojem ponavljanja apsolutno su neučinkovite za trening izdržljivosti i snage.

U rekreativnim vježbama tjelesna aktivnost (čiju klasifikaciju i vrste propisuje liječnik) temelji se na neograničenom utegu i jasno utvrđenom broju ponavljanja. Ova metoda odabira opterećenja omogućuje postizanje rezultata i izbjegavanje ozljeda.

U početnim fazama treninga treba koristiti utege ne veće od 40% maksimalno mogućeg prema stanju tijela. Nadalje, opterećenje se može odabrati tako da je maksimalni broj ponavljanja vježbe oko 8-12 puta. A za mišiće podlaktice, vrata, potkoljenice i trbuha dosegao bi 15-20 puta (s pauzama između serija od 1-3 minute).

Opterećenja tipa brzine

Takav trening ne zahtijeva puno izdržljivosti i jake napetosti od osobe. Pozitivno djeluju i na mlade i na stare organizme. U potonjem slučaju, vježbe brzine smatraju se posebno relevantnim. Uostalom, glavni znak odumiranja tijela nije samo izumiranje njegovih motoričkih funkcija, već i usporavanje pokreta.

Opterećenja velikom brzinom ne smiju se izvoditi dulje od 10-15 sekundi. Duge vježbe (od 30 do 90 sekundi) treba izvoditi smanjenom snagom. Upravo te vježbe, koje se izmjenjuju s malim vremenskim intervalima za odmor, maksimalno pridonose usporavanju procesa starenja stanica. Kako bi tijelo bilo u optimalnoj formi, tijekom svakog sporta preporučuje se izvođenje vježbi brzine.

Prednosti elastičnosti mišića, ligamenata, zglobova

Najpopularnije vrste opterećenja u njima su vježbe fleksibilnosti koje su uključene u školsku nastavu za djecu najranijih razreda. Takva opterećenja pridonose održavanju fleksibilnosti i pokretljivosti zglobova i kralježnice. Osim toga, pozitivni učinci takvih opterećenja uključuju:

• sprječavanje prekomjernog trošenja zglobova;
• sprječavanje razvoja artritisa;
• poboljšanje stanja zglobne vrećice;
• prevencija osteohondroze.

Elastičnost mišića, zglobova i ligamenata značajno smanjuje vjerojatnost ozljeda, pridonosi brzom oporavku mišićnog tkiva nakon fizičkog napora. Vježbe fleksibilnosti savršeno opuštaju mišiće, poboljšavaju njihov tonus.

Odsutnost takvih opterećenja dovodi do porobljavanja tkiva. Energija koja bi se mogla iskoristiti za oporavak se gubi, a sam mišić pati od nedostatka kisika.

Koja je druga obuka potrebna

Spretnost i sposobnosti koordinacije nisu ništa manje važne osobine koje čovjek zahtijeva tijekom cijelog života. U nedostatku sustavne obuke, ove vještine postupno se smanjuju. Koje vrste tjelesne aktivnosti treba uključiti u trening za razvoj ovih sposobnosti? Ovdje je sve jednostavno. Najbolja opcija bi bile razne sportske igre: tenis, stolni tenis, badminton itd.

Lagani sportovi savršeno treniraju agilnost i dobra su prevencija kardiovaskularnih bolesti. Takva opterećenja nemaju dobna ograničenja, ali ih je vrlo teško dozirati. Iz tog razloga u procesu treninga morate kontrolirati vlastito disanje i pratiti otkucaje srca.

Trening agilnosti uz pomoć sportskih igara značajno povećava adaptivne sposobnosti tijela, a vježbe koje zahtijevaju stalnu pažnju dobro treniraju mentalnu reakciju. Osoba počinje brže donositi složene odluke i brže djeluje u nepredviđenim situacijama.

Kao što smo vidjeli, svaka vrsta tjelesne aktivnosti može pozitivno utjecati na osobu. No, kako bi se postigli maksimalni rezultati, trening bi trebao biti sustavan i uključivati ​​nekoliko vrsta vježbi istovremeno. Tako je moguće osigurati visok stupanj otpornosti organizma na štetne čimbenike, kao i stalno razvijati i usavršavati nove vještine. Glavna stvar - zapamtite, bez obzira na vrstu opterećenja koju odaberete, važno je uvijek znati mjeru!

Klasifikacija vanjskih sila (opterećenja) Sopromat

Vanjske sile u čvrstoći materijala dijele se na aktivan i reaktivan(reakcije veze). Opterećenja su aktivne vanjske sile.

Opterećenja prema načinu primjene

Načinom primjene opterećenja tamo su voluminozan(vlastita težina, inercijske sile), koje djeluju na svaki element beskonačno malog volumena i površinu. Površinska opterećenja dijele se na koncentrirana opterećenja i raspoređena opterećenja.

Raspodijeljena opterećenja karakteriziraju se tlakom - omjerom sile koja djeluje na površinski element duž normale na njega, prema površini ovog elementa i izražavaju se u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) u paskalima, megapaskalima (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa), itd. itd., au tehničkom sustavu - u kilogramima sile po kvadratnom milimetru itd. (kgf/mm2, kgf/cm2).

U sopromat se često razmatraju površinska opterećenja raspoređeni po dužini konstrukcijskog elementa. Takva opterećenja karakterizira intenzitet koji se obično označava s q i izražava se u njutonima po metru (N / m, kN / m) ili u kilogramima sile po metru (kgf / m, kgf / cm) itd.

Opterećenja po prirodi promjene vremena

Prema prirodi promjene tijekom vremena, statička opterećenja- polako raste od nule do svoje konačne vrijednosti i ne mijenja se u budućnosti; i dinamička opterećenja uzrokujući velike sile inercije.

Kompromisne pretpostavke

Pretpostavke Sopromata Sopromat

Pri izgradnji teorije proračuna čvrstoće, krutosti i stabilnosti daju se pretpostavke vezane za svojstva materijala i deformacije tijela.

Pretpostavke vezane uz svojstva materijala

Prvo razmislite pretpostavke materijalne imovine:

pretpostavka 1: materijal se smatra homogenim (njegova fizička i mehanička svojstva smatraju se istim na svim točkama;

pretpostavka 2: materijal u potpunosti ispunjava cijeli volumen tijela, bez ikakvih praznina (tijelo se smatra kontinuiranim medijem). Ova pretpostavka omogućuje primjenu u proučavanju naprezno-deformacijskog stanja tijela metode diferencijalnog i integralnog računa, koje zahtijevaju kontinuitet funkcije u svakoj točki volumena tijela;

pretpostavka 3: materijal je izotropan, odnosno njegova fizička i mehanička svojstva u svakoj točki su jednaka u svim smjerovima. Anizotropni materijali - čija se fizička i mehanička svojstva mijenjaju ovisno o smjeru (na primjer, drvo);

pretpostavka 4: materijal je savršeno elastičan (nakon uklanjanja opterećenja sve deformacije potpuno nestaju).

Pretpostavke deformacije

Sada pogledajmo glavno pretpostavke deformacije tijela.

pretpostavka 1: deformacije se smatraju malim. Iz ove pretpostavke proizlazi da je pri sastavljanju jednadžbi ravnoteže, kao i pri određivanju unutarnjih sila, moguće ne uzeti u obzir deformaciju tijela. Ova se pretpostavka ponekad naziva principom početnih dimenzija. Na primjer, razmotrimo šipku koja je jednim krajem ugrađena u zid i na slobodnom kraju opterećena koncentriranom silom (slika 1.1).

Moment u prekidu, određen iz odgovarajuće jednadžbe ravnoteže metodom teorijske mehanike, jednak je: . Međutim, pravolinijski položaj štapa nije njegov ravnotežni položaj. Pod djelovanjem sile (P), šipka će se savijati, a točka primjene opterećenja će se pomaknuti i okomito i vodoravno. Ako zapišemo jednadžbu ravnoteže štapa za deformirano (savijeno) stanje, tada će pravi trenutak koji se javlja u ugradnji biti jednak: . Uz pretpostavku malenosti deformacija smatramo da se pomak (w) može zanemariti u usporedbi s duljinom štapa (l), tj. . Prihvat nije moguć za sve materijale.

pretpostavka 2: pomaci točaka tijela proporcionalni su opterećenjima koja uzrokuju te pomake (tijelo je linearno deformabilno). Za linearno deformabilne konstrukcije vrijedi načelo neovisnosti djelovanja sila ( princip superpozicije): rezultat djelovanja skupine sila ne ovisi o slijedu opterećenja konstrukcije njima i jednak je zbroju rezultata djelovanja svake od tih sila posebno. Ovaj princip se također temelji na pretpostavci da su procesi utovara i istovara reverzibilni.

Klasifikacija vanjskih opterećenja koja djeluju na konstrukcijske elemente.

Opća klasifikacija strukturnih elemenata.

Tehnički objekti i konstrukcije sastoje se od pojedinačnih dijelova i elemenata koji su vrlo raznoliki po obliku, veličini, drugim parametrima i karakteristikama. Sa stajališta inženjerskih proračuna, uobičajeno je razlikovati četiri glavne skupine strukturnih elemenata: šipke, ploče, školjke, nizovi.

šipke- radi se o ravnim ili zakrivljenim konstrukcijskim elementima, kod kojih jedna dimenzija (dužina) znatno premašuje druge dvije dimenzije (u prostornom ortogonalnom koordinatnom sustavu), vidi sliku 20. Primjeri konstrukcijskih elemenata kao što su šipke: noge stolice ili stola, građevinska konstrukcija stup, kolica s užetom za podizanje, poluga mjenjača automobila itd.

Z Zakrivljena šipka

ravna šipka

Slika 20. Sheme konstrukcijskih elemenata tipa šipki

t (debljina ploče)

Slika 21. Dijagram konstrukcijskog elementa tipa ploča

Slika 22. Shema konstrukcijskog elementa tipa školjke (cilindrični)

Riža. 23. Shema konstrukcijskog elementa tipa niza

ploče- to su ravni konstrukcijski elementi, kod kojih je jedna veličina (debljina) mnogo manja od druge dvije. Primjeri ploča: ploča stola; zidova i stropova zgrada i sl. vidi sliku 21. iz koje se vidi da je debljina ploče znatno manja od dvije njezine tlocrtne dimenzije.

Školjke- radi se o neplanarnim tankozidnim konstrukcijskim elementima, kod kojih je jedna dimenzija (debljina stijenke) mnogo manja od ostalih dimenzija. Primjeri školjki: cjevovodi za transport tekućih i plinovitih proizvoda (cilindrične školjke); cilindrični, sferni ili kombinirani spremnici za tekućine; konusni spremnici za rasute materijale; neplanarne prevlake raznih struktura i sl., vidi sliku 22, na kojoj je prikazana cilindrična ljuska (tankostijena cilindrična cijev), u kojoj je debljina stijenke mnogo manja od promjera i duljine.

Nizovi- to su konstrukcijski elementi u kojima su sve tri dimenzije usporedive. Primjeri nizova: temeljni blokovi alatnih strojeva, strojeva i građevinskih konstrukcija; masivni nosači mostova itd., vidi sliku 23.

U kolegijima "Inženjerska mehanika" i "Čvrstoća materijala" najviše pažnje posvećuje se temeljnom proučavanju konstrukcijskih elemenata kao što su šipke. Ploče, školjke i nizovi izučavaju se u naprednim kolegijima "Čvrstoća materijala" i na posebnim tečajevima.

Koncentrirane snage su sile koje djeluju na konstrukcijski element na mjestu njegove površine, čije se dimenzije u usporedbi s dimenzijama cijele površine konstrukcijskog elementa mogu zanemariti. U pravilu, koncentrirane sile su rezultat djelovanja na određeno tijelo (konstruktivni element) drugog tijela (posebno drugog strukturnog elementa). U mnogim praktički važnim slučajevima, koncentriran

sile se mogu smatrati primijenjenim na konstrukcijski element u točki bez zamjetnog oštećenja točnosti inženjerskih proračuna. Mjerne jedinice koncentriranih sila N (njutn), kN (kilonjuton) itd.

Tjelesne sile su sile koje se primjenjuju na cijeli volumen konstrukcijskog elementa, na primjer, raspoređene sile gravitacije. Jedinice mjerenja raspoređenih tjelesnih sila N / m 3, kN / m 3, itd. Ukupna težina (N, kN) bilo kojeg elementa konstrukcije često se konvencionalno uzima u obzir u proračunima kao koncentrirana sila primijenjena u točki koja se zove njegovo središte gravitacije.

Raspodijeljene sile (opterećenja)- to su sile koje djeluju na dio površine (ili duljine) deformabilnog tijela, razmjerne dimenzijama cijelog tijela. Postoje površno raspoređene sile (opterećenja), čije su jedinice N / m 2, kN / m 2 itd. (na primjer, raspoređena snježna opterećenja na građevinske obloge), kao i linearno raspoređena opterećenja (po dužini konstrukcijskih elemenata), čije su jedinice N/m, kN/m itd. (na primjer, raspoređene sile pritiska ploča oslonjenih na grede građevinskih konstrukcija).

statičke sile (opterećenja)- to su sile (opterećenja) koje ne mijenjaju (ili neznatno) svoju vrijednost, položaj i smjer djelovanja tijekom rada konstrukcije.

Dinamičke sile (opterećenja)- to su sile (opterećenja) koje značajno mijenjaju svoju vrijednost, položaj i/ili smjer u kratkim vremenskim razdobljima i uzrokuju strukturne vibracije.

Nazivna opterećenja- to su obično najveća opterećenja koja nastaju tijekom rada konstrukcije.

Test pitanja:

1) Što se proučava u kolegiju "Čvrstoća materijala"? Kakav je njezin značaj za visokokvalificirane tehničke stručnjake?

2) Što su vanjska opterećenja i unutarnje sile?

3) Objasniti pojmove deformacije, čvrstoće, krutosti i stabilnosti.

4) Objasniti pojmove homogenosti, kontinuiteta, izotropije i anizotropije.

5) Dajte klasifikaciju strukturnih elemenata.

6) Navedite klasifikaciju vanjskih opterećenja koja djeluju na elemente konstrukcije.

1. Aleksandrov A.V. itd. Otpornost materijala. Udžbenik za sveučilišta - M .: Viši. škola, 2001. - 560 str. (str. 5 ... 20).

2. Stepin P.A. Čvrstoća materijala. - M .: Više. škola, 1983. - 303 str. (str. 5 ... 20).

3. Priručnik o čvrstoći materijala / Pisarenko G.S. itd. - Kijev: Naukova Dumka, 1988. - 737 str. (str. 5…9).

Kontrolni zadaci za SIW- uz pomoć obrazovne literature proširiti informacije o sljedećim pitanjima:

1) što su elastične sile?

2) koja je bit principa odsutnosti početnih unutarnjih napora u tijelu (, str. 9-10)?

3) koji su principi shematizacije vanjskih opterećenja koja djeluju na konstrukcijske elemente koji se koriste u inženjerskim proračunima (, str. 8-11)?

4) objasniti princip neovisnosti djelovanja sila (, str. 18-20; , str. 10)?

5) objasniti princip Saint-Venanta (, str. 10-11);

6) koja je razlika između deformacije i pomaka (, str. 17-18; , str. 13-14)?;

7) opći koncept metode presjeka (, str. 13-16; , str. 14-17);

8) opći pojam naprezanja u deformabilnom tijelu, oznake normalnih i posmičnih naprezanja (, str. 13-15;, str. 17-20).

9) klasifikacija vanjskih opterećenja koja djeluju na konstrukcijske elemente (vidi točku 5.3).

Predavanje 6. Tema 6. "Središnja napetost-kompresija ravnih krutih šipki"

Svrha predavanja- navesti uvodne odredbe o temi, bit i primjenu metode presjeka za određivanje unutarnjih sila u šipkama pod središnjim zatezanjem-kompresijom; dati početne pojmove dijagrama unutarnjih sila.

Vanjske sile u čvrstoći materijala dijele se na aktivan i reaktivan(reakcije veze). Opterećenja su aktivne vanjske sile.

Opterećenja prema načinu primjene

Načinom primjene opterećenja tamo su voluminozan(vlastita težina, inercijske sile), koje djeluju na svaki element beskonačno malog volumena i površinu. Površinska opterećenja dijele se na koncentrirana opterećenja i raspoređena opterećenja.

Raspodijeljena opterećenja karakteriziraju se tlakom - omjerom sile koja djeluje na površinski element duž normale na njega, prema površini ovog elementa i izražavaju se u Međunarodnom sustavu jedinica (SI) u paskalima, megapaskalima (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa), itd. itd., au tehničkom sustavu - u kilogramima sile po kvadratnom milimetru itd. (kgf/mm2, kgf/cm2).

U sopromat se često razmatraju površinska opterećenja raspoređeni po dužini konstrukcijskog elementa. Takva opterećenja karakterizira intenzitet koji se obično označava s q i izražava se u njutonima po metru (N / m, kN / m) ili u kilogramima sile po metru (kgf / m, kgf / cm) itd.

Opterećenja po prirodi promjene vremena

Prema prirodi promjene tijekom vremena, statička opterećenja- polako raste od nule do svoje konačne vrijednosti i ne mijenja se u budućnosti; i dinamička opterećenja uzrokujući velike sile inercije.

28. Dinamičko, cikličko opterećenje, koncept granice izdržljivosti.

Dinamičko opterećenje je opterećenje koje je popraćeno ubrzanjem čestica razmatranog tijela ili dijelova u dodiru s njim. Dinamičko opterećenje nastaje kada se primjenjuju brzo rastuće sile ili u slučaju ubrzanog gibanja promatranog tijela. U svim tim slučajevima potrebno je uzeti u obzir sile inercije i rezultirajuće kretanje masa sustava. Osim toga, dinamička opterećenja mogu se podijeliti na udarna i re-varijabilna.

Udarno opterećenje (udar) je opterećenje pod kojim se akceleracije tjelesnih čestica naglo mijenjaju u svojoj veličini u vrlo kratkom vremenskom razdoblju (nagla primjena opterećenja). Imajte na umu da, iako je udar povezan s dinamičkim vrstama opterećenja, u nekim slučajevima, pri proračunu udarca, sile inercije se zanemaruju.

Repetitivno-varijabilno (cikličko) opterećenje – opterećenja koja se mijenjaju u vremenu po veličini (a možda i u predznaku).

Ciklično opterećenje je promjena mehaničkih i fizikalnih svojstava materijala pod dugotrajnim djelovanjem naprezanja i deformacija koje se ciklički mijenjaju tijekom vremena.

Granica izdržljivosti(također ograničiti umor) - u znanostima o čvrstoći: jedna od karakteristika čvrstoće materijala koja ga karakterizira izdržljivost, odnosno sposobnost percipiranja opterećenja koja uzrokuju ciklička naprezanja u materijalu.

29. Pojam zamora materijala, čimbenici koji utječu na otpornost prema zamornom lomu.

Zamor materijala- u znanosti o materijalima - proces postupnog nakupljanja oštećenja pod utjecajem promjenjivih (često cikličkih) naprezanja, što dovodi do promjene njegovih svojstava, stvaranja pukotina, njihovog razvoja i uništenja materijal za navedeno vrijeme.

Utjecaj koncentracije stresa

Na mjestima nagle promjene poprečnih dimenzija dijela, rupa, žljebova, žljebova, navoja itd., kao što je prikazano u stavku 2.7.1, dolazi do lokalnog povećanja naprezanja, što značajno smanjuje granicu izdržljivosti u usporedbi s onom za glatki cilindrični uzorci. Ovo smanjenje se uzima u obzir uvođenjem u izračune učinkovit faktor koncentracije stresa, koji predstavlja omjer granice zamora glatkog uzorka u simetričnom ciklusu i granice izdržljivosti uzorka istih dimenzija, ali koji ima jedan ili drugi koncentrator naprezanja:

.

2.8.3.2. Utjecaj dimenzija dijela

Eksperimentalno je utvrđeno da se povećanjem veličine ispitnog uzorka smanjuje njegova granica izdržljivosti ( učinak skale). To je zbog činjenice da se s povećanjem veličine povećava vjerojatnost nehomogenosti strukture materijala i njegovih unutarnjih nedostataka (ljuske, plinoviti uključci), kao i činjenice da se u proizvodnji malih uzoraka stvrdnjavanje (stvrdnjavanje ) površinskog sloja odvija se na relativno većoj dubini nego za uzorke velikih veličina.

Utjecaj dimenzija dijelova na vrijednost granice izdržljivosti uzima se u obzir koeficijentom ( faktor skale), što je omjer granice izdržljivosti dijela zadanih dimenzija i granice izdržljivosti laboratorijskog uzorka slične konfiguracije, malih dimenzija:

.

2.8.3.3. Utjecaj stanja površine

Tragovi reznog alata, oštri rizici, ogrebotine su žarište mikropukotina zamora, što dovodi do smanjenja granice zamora materijala.

Utjecaj stanja površine na granicu izdržljivosti u simetričnom ciklusu karakterizira koeficijent kvaliteta površine, što je omjer granice zamora dijela s danom površinskom obradom i granice zamora pažljivo poliranog uzorka:

.

2.8.3.4. Utjecaj površinskog stvrdnjavanja

Različite metode površinskog stvrdnjavanja (mehaničko stvrdnjavanje, kemotermalna i toplinska obrada) mogu značajno povećati vrijednost faktora kvalitete površine (do 1,5 ... 2,0 ili više puta umjesto 0,6 ... 0,8 puta za dijelove bez stvrdnjavanja). To se u izračunima uzima u obzir uvođenjem koeficijenta .

2.8.3.5. Utjecaj asimetrije ciklusa

Uzrok kvara dijela od zamora su dugotrajna izmjenična naprezanja. Ali, kako su eksperimenti pokazali, s povećanjem svojstava čvrstoće materijala, povećava se njihova osjetljivost na asimetriju ciklusa, t.j. stalna komponenta ciklusa "pridonosi" smanjenju čvrstoće na zamor. Ovaj faktor se uzima u obzir koeficijentom.