Classificação de cargas de potência. Cargas atuantes em estruturas e estruturas: classificação e combinações. dobrar. Tipos de curvas. Exemplos de curvas

Conceitos básicos de mecânica técnica

A produção moderna, determinada pela alta mecanização e automação, oferece a utilização de uma grande variedade de máquinas, mecanismos, instrumentos e outros dispositivos. . O projeto, fabricação, operação de máquinas é impossível sem conhecimento no campo da mecânica.

Mecânica técnica- uma disciplina que inclui as principais disciplinas mecânicas: mecânica teórica, resistência dos materiais, teoria de máquinas e mecanismos, peças de máquinas e fundamentos de projeto.

As principais tarefas na engenharia são garantir a força, rigidez, sustentabilidade estruturas de engenharia, peças de máquinas e dispositivos.

Resistência de materiaisé uma ciência que estuda os princípios e métodos de cálculo de força, rigidez e estabilidade.

Força- esta é a capacidade de uma estrutura de suportar cargas externas sem destruição dentro de certos limites.

Rigidez- é a capacidade de uma estrutura, dentro de certos limites, perceber a ação de cargas externas sem alterar as dimensões geométricas (sem deformar).

Sustentabilidade- esta é a capacidade de uma estrutura manter sua forma e equilíbrio em um estado carregado, bem como restaurar independentemente seu estado original após algum desvio do estado de equilíbrio ter sido dado a ela.

Além desses requisitos, o projeto deve ser econômico, seu peso e dimensões devem ser mínimos. Para fazer isso, ele deve ter uma forma e tamanho racionais.

Classificação de carga

Existem forças externas e internas e momentos de forças.

Forças externas(P) são as forças que atuam nos pontos (corpos) de um determinado sistema do lado dos pontos materiais (corpos) que não pertencem a esse sistema. Forças externas (carga) são forças ativas e reações de acoplamento.

forças internas(Q) são chamadas de forças de interação entre os pontos (corpos) do sistema dado. Eles também operam na ausência de cargas externas. Quando forças externas atuam sobre um corpo, forças internas adicionais acompanha a deformação. Essas forças resistem ao desejo de forças externas de mudar a forma do corpo ou separar uma parte da outra. Estudaremos apenas forças internas adicionais.

De acordo com o método de aplicação, as cargas são divididas em:

1) volumoso- distribuído sobre o volume do corpo e aplicado a cada uma de suas partículas (peso próprio da estrutura, forças de interação magnética);

2) superficial- aplicado às áreas superficiais e caracterizando a interação de contato direto do objeto com os corpos circundantes:

a) focado(P1) - cargas atuantes no local, cujas dimensões são pequenas em comparação com as dimensões do próprio elemento estrutural (pressão do aro da roda no trilho);

b) distribuído(P2)– cargas atuantes no local (ou comprimento), cujas dimensões não são pequenas em comparação com as dimensões do próprio elemento estrutural (as lagartas do trator pressionam a viga da ponte).

As cargas distribuídas são caracterizadas pela intensidade q [N/m] ou [ N/m 2]. Se um q – a intensidade da carga distribuída ao longo do comprimento do elemento uma, então

Se um q – const, pode ser retirado do sinal de integral, então temos:

P2 = q ∙ uma.

As cargas podem ser permanentes e temporárias. Permanente agir sempre ou por um tempo suficientemente longo (por exemplo, o próprio peso da estrutura). Temporário agir episodicamente (por exemplo, pressão do vento).

De acordo com a natureza da ação, as cargas são divididas em:

1.estático– é aplicado lentamente, aumentando de zero até o valor final, e não muda;

2.dinâmico- mudam a magnitude ou direção em um curto período de tempo e são acompanhados pelo aparecimento de acelerações de elementos estruturais. Esses incluem:

a) repentino cargas - agir imediatamente com força total (a roda de uma locomotiva dirigindo em uma ponte) ,

b) bateria cargas - agir por um curto período de tempo (martelo diesel),

dentro) cíclico cargas - aja periodicamente (carga nos dentes da engrenagem).

A atividade física adequadamente dosada tem um efeito benéfico no corpo. Eles permitem que você alcance a figura perfeita, aumente o tônus ​​​​muscular e até fortaleça o sistema imunológico humano. No entanto, para obter o resultado desejado, você precisa compor corretamente um conjunto de exercícios e escolher sua intensidade ideal. Que tipos de atividade física existem e para quais finalidades são mais adequadas, contaremos em nosso artigo.

Classificação de carga

As atividades esportivas são realizadas com um propósito específico. Isso pode ser para manter o tônus ​​​​muscular, perder peso, se recuperar de uma lesão ou se preparar para competições esportivas. Em cada caso, os tipos de atividade física e sua intensidade serão diferentes, por isso geralmente são divididos de acordo com a seguinte classificação:

• aeróbico;
• anaeróbico;
• intervalo;
• hipóxico.

Algumas dessas cargas nosso corpo está exposto diariamente, enquanto outras podem estar completamente além do poder de um atleta iniciante. Vamos dar uma olhada nas diferenças entre cada tipo e para quais tarefas uma ou outra opção deve ser escolhida.

Grupo de exercícios aeróbicos

O exercício aeróbico (ou cardio) é um complexo de exercícios simples que visam enriquecer as células com a quantidade necessária de oxigênio, aumentar as defesas do corpo e treinar sua estabilidade.

Nosso corpo está exposto a essas cargas todos os dias: ao ir à loja, no processo de limpeza do apartamento, no caminho para o trabalho e durante a caminhada. Também isso pode incluir:

• ciclismo;
• Esportes Aquáticos;
• esqui, patinação, patins;
• ginástica diária;
• subindo as escadas;
• aulas de dança etc

Este grupo inclui quase todas as opções de passatempo ativo. Para manter o corpo em boa forma, esta é uma forma ideal de exercício.

Os exercícios aeróbicos são considerados os mais seguros. Eles podem ser realizados por pessoas de todas as idades, independentemente do nível de treinamento. Pacientes que sofreram lesões graves e têm doenças crônicas são recomendados apenas essas cargas. Porém, neste caso, a intensidade das aulas e a reação do organismo devem ser rigorosamente controladas pelo médico assistente.

Exercícios anaeróbicos e como realizá-los

O grupo de exercícios anaeróbicos inclui tipos de atividade física caracterizados pelo aumento da gravidade e intensidade. Estes incluem aqueles realizados por atletas para aumentar a massa muscular e treinar a resistência do corpo.

Os exercícios são realizados com halteres pesados, halteres e vários simuladores. Sua essência principal é um movimento de gravidade de curto prazo sem mover o corpo. O resultado final é um aumento significativo no volume de tecido muscular e indicadores de alta força. No entanto, você deve estar ciente de que, no processo de aumento rápido do volume muscular, sua elasticidade é significativamente reduzida.

O exercício anaeróbico tem contraindicações e não é recomendado para pessoas com mais de 40 anos. No entanto, você pode realizar exercícios com pesos moderados que permitem manter seu corpo em boa forma física: levante halteres de até 5 kg, use expansores de borracha ou mola.

Grupo de exercícios intervalados: quais são suas características?

Durante o treino, os atletas podem alternar e combinar diferentes tipos de atividade física (e sua intensidade). Neste caso, fala-se de uma carga intervalar, quando as classes incluem elementos do primeiro e segundo tipos.

Por exemplo, homens jovens e saudáveis ​​envolvidos em esportes pesados ​​são recomendados a realizar exercícios aeróbicos sem falhas. Ou seja, durante o treino, alternam-se exercícios pesados ​​e corrida leve. Ao mesmo tempo, os atletas também podem usar grandes cargas que afetam um grupo muscular específico. Nos esportes, os tipos de atividade física se alternam constantemente, principalmente quando se trata de treinamento profissional.

Cargas hipóxicas

Eles são usados ​​para treinamento de resistência de atletas profissionais. As cargas hipóxicas são exercícios pesados, pois são realizados em condições de falta de oxigênio, quando uma pessoa está no limite de suas habilidades.

O principal objetivo desse tipo de treinamento é minimizar o processo de aclimatação do corpo em um ambiente incomum. são usados ​​para treinar o sistema respiratório de alpinistas, que muitas vezes ficam em condições de grande altitude, onde

O princípio de escolher os tipos de atividade física (de acordo com a natureza do impacto)

A escolha certa dos exercícios ideais é a chave para obter o resultado desejado. É por isso que antes de começar a treinar, você precisa identificar claramente o objetivo final. Poderia ser:

• reabilitação após lesões, operações e doenças crônicas;
• recuperação e recuperação, alívio do estresse após um dia difícil;
• manter o corpo na forma física existente;
• aumentar a resistência e aumentar a força do corpo.

A escolha da carga na segunda e terceira opções geralmente não causa dificuldades. Mas exercícios para fins terapêuticos são muito mais difíceis de escolher por conta própria. Pensando em quais tipos de atividade física restauram com mais eficácia, deve-se levar em consideração o estado atual e as capacidades de uma pessoa.

O mesmo exercício pode ser muito eficaz para um atleta em condição física moderada e absolutamente inútil para um atleta iniciante. Portanto, a escolha de um programa de treinamento deve ser realizada com base no princípio das cargas limite, e é melhor que o treinador esteja bem ciente da condição e das capacidades do atleta.

Tipos de cargas

Além da classificação principal do treinamento, há uma divisão dos exercícios em vários tipos. Cada um deles visa desenvolver uma qualidade específica.

De acordo com a natureza do impacto no corpo, existem vários tipos principais de atividade física:

• potência;
• alta velocidade;
• para flexibilidade;
• desenvolver habilidades de destreza e coordenação.

Para obter o máximo benefício do treinamento, eles devem ser realizados de acordo com certas regras, que discutiremos abaixo.

Exercícios de força

Os exercícios de força ajudam a manter o corpo em boa forma, retardam o processo de envelhecimento dos tecidos e previnem o desenvolvimento de várias doenças cardiovasculares. É importante que todos recebam a carga, pois os tecidos dormentes são privados das substâncias necessárias, o que leva ao envelhecimento.

O impacto positivo dos exercícios de força é alcançado se a carga for aumentada gradualmente, mas ao mesmo tempo corresponder ao estado da saúde humana. As cargas de ponderação e sua repetição também devem aumentar gradualmente. Exercícios com um número descontrolado de repetições são absolutamente ineficazes para treinar resistência e força.

Nos exercícios recreativos, a atividade física (cuja classificação e tipos são prescritos pelo médico) é baseada em pesos ilimitados e um número de repetições claramente estabelecido. Este método de seleção de cargas permite obter resultados e evitar lesões.

Nos estágios iniciais do treinamento, devem ser usados ​​pesos não superiores a 40% do máximo possível de acordo com o estado do corpo. Além disso, a carga pode ser selecionada de modo que o número máximo de repetições do exercício seja de cerca de 8 a 12 vezes. E para os músculos do antebraço, pescoço, perna e abdômen, atingiria 15-20 vezes (com pausas entre as séries de 1-3 minutos).

Cargas do tipo velocidade

Esse treinamento não requer muita resistência e forte tensão de uma pessoa. Eles têm um efeito positivo em organismos jovens e idosos. Neste último caso, os exercícios de velocidade são considerados especialmente relevantes. Afinal, o principal sinal do enfraquecimento do corpo não é apenas a extinção de suas funções motoras, mas também a desaceleração dos movimentos.

Cargas de alta velocidade não devem ser realizadas por mais de 10-15 segundos. Exercícios longos (de 30 a 90 segundos) devem ser realizados com potência reduzida. São esses exercícios, alternados com pequenos intervalos de tempo para descanso, que contribuem ao máximo para retardar o processo de envelhecimento das células. Para manter o corpo em ótima forma, recomenda-se a realização de exercícios de velocidade durante cada esporte.

Os benefícios da elasticidade dos músculos, ligamentos, articulações

Os exercícios de flexibilidade são os tipos de carga mais populares neles e são incluídos nas aulas escolares para crianças nas séries iniciais. Tais cargas contribuem para manter a flexibilidade e a mobilidade das articulações e da coluna. Além disso, os efeitos positivos de tais cargas incluem:

• prevenção do desgaste excessivo das articulações;
• prevenir o desenvolvimento de artrite;
• melhora da condição da bolsa articular;
• prevenção da osteocondrose.

A elasticidade dos músculos, articulações e ligamentos reduz significativamente a probabilidade de lesões, contribui para a rápida recuperação do tecido muscular após o esforço físico. Os exercícios de flexibilidade relaxam perfeitamente os músculos, melhoram seu tônus.

A ausência de tais cargas leva à escravização dos tecidos. A energia que poderia ser usada para a recuperação é desperdiçada, e o próprio músculo sofre com a falta de oxigênio.

Que outro treinamento é necessário

As habilidades de destreza e coordenação não são qualidades menos importantes exigidas por uma pessoa ao longo de sua vida. Na ausência de treinamento sistemático, essas habilidades diminuem gradualmente. Que tipos de atividade física devem ser incluídos no treinamento para desenvolver essas habilidades? Tudo é simples aqui. A melhor opção seria vários jogos esportivos: tênis, tênis de mesa, badminton, etc.

Esportes leves treinam perfeitamente a agilidade e são uma boa prevenção de doenças cardiovasculares. Essas cargas não têm restrições de idade, mas é muito difícil dosá-las. Por esse motivo, no processo de treinamento, você precisa controlar sua própria respiração e monitorar sua frequência cardíaca.

O treinamento de agilidade com a ajuda de jogos esportivos aumenta significativamente as habilidades adaptativas do corpo, e exercícios que exigem atenção constante treinam bem a reação mental. Uma pessoa começa a tomar decisões complexas mais rapidamente e age mais rápido em situações imprevistas.

Como vimos, qualquer tipo de atividade física pode afetar positivamente uma pessoa. No entanto, para alcançar o máximo de resultados, o treinamento deve ser sistemático e incluir vários tipos de exercícios ao mesmo tempo. Assim, é possível garantir um alto grau de resistência do organismo a fatores adversos, bem como desenvolver e aprimorar constantemente novas habilidades. O principal - lembre-se, não importa o tipo de carga que você escolher, é importante sempre saber a medida!

Classificação de Forças Externas (Cargas) Sopromat

As forças externas na resistência dos materiais são divididas em ativo e reativo(reações de ligação). Cargas são forças externas ativas.

Cargas por método de aplicação

Por meio de aplicação cargas existem volumoso(peso próprio, forças inerciais), atuando em cada elemento de volume infinitesimal e superfície. Cargas de superfície são divididos em cargas concentradas e cargas distribuídas.

Cargas distribuídas são caracterizados por pressão - a razão da força que atua em um elemento de superfície ao longo da normal a ele, para a área desse elemento e são expressos no Sistema Internacional de Unidades (SI) em pascal, megapascal (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa), etc. etc., e no sistema técnico - em quilogramas de força por milímetro quadrado, etc. (kgf/mm2, kgf/cm2).

Em sopromat são frequentemente considerados cargas de superfície distribuídos ao longo do comprimento do elemento estrutural. Tais cargas são caracterizadas pela intensidade, geralmente denotada por q e expressa em newtons por metro (N/m, kN/m) ou em quilogramas de força por metro (kgf/m, kgf/cm), etc.

Cargas pela natureza da mudança no tempo

De acordo com a natureza da mudança ao longo do tempo, cargas estáticas- aumentando lentamente de zero até seu valor final e não mudando no futuro; e cargas dinâmicas causando grandes forças de inércia.

Premissas de compromisso

Premissas da Sopromat Sopromat

Ao construir a teoria de cálculo de resistência, rigidez e estabilidade, são feitas suposições relacionadas às propriedades dos materiais e à deformação do corpo.

Suposições relacionadas às propriedades do material

Primeiro considere suposições de propriedade do material:

suposição 1: o material é considerado homogêneo (suas propriedades físicas e mecânicas são consideradas iguais em todos os pontos;

suposição 2: o material preenche completamente todo o volume do corpo, sem vazios (o corpo é considerado um meio contínuo). Esta hipótese permite aplicar no estudo do estado tensão-deformação do corpo os métodos de cálculo diferencial e integral, que requerem a continuidade da função em cada ponto do volume do corpo;

suposição 3: o material é isotrópico, ou seja, suas propriedades físicas e mecânicas em cada ponto são as mesmas em todas as direções. Materiais anisotrópicos - cujas propriedades físicas e mecânicas mudam dependendo da direção (por exemplo, madeira);

suposição 4: o material é perfeitamente elástico (após a remoção da carga, todas as deformações desaparecem completamente).

Suposições de Deformação

Agora vamos ver o principal suposições de deformação do corpo.

suposição 1: as deformações são consideradas pequenas. Desta suposição segue-se que ao compilar as equações de equilíbrio, bem como ao determinar as forças internas, é possível não levar em conta a deformação do corpo. Essa suposição às vezes é chamada de princípio das dimensões iniciais. Por exemplo, considere uma haste embutida com uma extremidade em uma parede e carregada na extremidade livre com uma força concentrada (Fig. 1.1).

O momento na terminação, determinado a partir da equação de equilíbrio correspondente pelo método da mecânica teórica, é igual a: . No entanto, a posição retilínea da haste não é sua posição de equilíbrio. Sob a ação da força (P), a haste dobrará e o ponto de aplicação da carga se deslocará vertical e horizontalmente. Se escrevermos a equação de equilíbrio da haste para o estado deformado (curvado), o momento verdadeiro que ocorre no encaixe será igual a: . Assumindo a pequenez das deformações, acreditamos que o deslocamento (w) pode ser desprezado em comparação com o comprimento da haste (l), ou seja, então . A aceitação não é possível para todos os materiais.

suposição 2: os deslocamentos dos pontos do corpo são proporcionais às cargas que provocam esses deslocamentos (o corpo é linearmente deformável). Para estruturas linearmente deformáveis, o princípio da independência da ação das forças é válido ( princípio de superposição): o resultado da ação de um grupo de forças não depende da sequência de carregamento da estrutura por elas e é igual à soma dos resultados da ação de cada uma dessas forças separadamente. Este princípio também se baseia na suposição de que os processos de carga e descarga são reversíveis.

Classificação de cargas externas atuantes em elementos estruturais.

Classificação geral dos elementos estruturais.

Objetos e estruturas técnicas consistem em partes e elementos separados que são muito diversos em forma, tamanho, outros parâmetros e características. Do ponto de vista dos cálculos de engenharia, costuma-se distinguir quatro grupos principais de elementos estruturais: hastes, placas, cascas, matrizes.

varas- são elementos estruturais retos ou curvos, em que uma dimensão (comprimento) excede significativamente as outras duas dimensões (no sistema de coordenadas ortogonais espaciais), ver Figura 20. Exemplos de elementos estruturais como hastes: pernas de uma cadeira ou mesa, uma coluna de uma estrutura de construção, um carro de corda de elevação, alavanca de câmbio do carro, etc.

Barra curva Z

haste reta

Figura 20. Esquemas de elementos estruturais do tipo de hastes

t (espessura da placa)

Figura 21. Diagrama de um elemento estrutural tipo placa

Figura 22. Esquema de um elemento estrutural tipo casca (cilíndrico)

Arroz. 23. Esquema de um elemento de construção do tipo array

pratos- são elementos estruturais planos, em que um tamanho (espessura) é muito menor que os outros dois. Exemplos de placas: tampo de mesa; paredes e tectos de edifícios, etc., ver Figura 21, a partir da qual se verifica que a espessura da placa é muito inferior a duas das suas dimensões em planta.

Cartuchos- são elementos estruturais não planares de paredes finas, em que uma dimensão (espessura da parede) é muito menor que outras dimensões. Exemplos de conchas: dutos para transporte de produtos líquidos e gasosos (conchas cilíndricas); recipientes cilíndricos, esféricos ou combinados para líquidos; tremonhas cónicas para materiais a granel; revestimentos não planares de várias estruturas, etc., veja a Figura 22, que mostra uma casca cilíndrica (tubo cilíndrico de paredes finas), na qual a espessura da parede é muito menor que seu diâmetro e comprimento.

Matrizes- estes são elementos estruturais em que todas as três dimensões são comparáveis. Exemplos de matrizes: blocos de fundação de máquinas-ferramentas, máquinas e estruturas de edifícios; suportes de pontes maciças, etc., veja a Figura 23.

Nos cursos "Engenharia Mecânica" e "Resistência dos Materiais" dá-se maior atenção ao estudo fundamental dos elementos estruturais como as hastes. Placas, conchas e matrizes são estudadas nos cursos avançados "Resistência dos Materiais" e em cursos especiais.

Forças Concentradas são as forças aplicadas ao elemento estrutural no local de sua superfície, cujas dimensões, comparadas com as dimensões de toda a superfície do elemento estrutural, podem ser desprezadas. Via de regra, as forças concentradas são o resultado da ação sobre um determinado corpo (elemento estrutural) de outro corpo (em particular, outro elemento estrutural). Em muitos casos praticamente importantes, concentrados

forças podem ser consideradas aplicadas a um elemento estrutural em um ponto sem danos perceptíveis à precisão dos cálculos de engenharia. Unidades de medida de forças concentradas N (Newton), kN (quilonewton), etc.

Forças do corpo são forças aplicadas sobre todo o volume de um elemento estrutural, por exemplo, forças de gravidade distribuídas. Unidades de medida de forças distribuídas do corpo N / m 3, kN / m 3, etc. A gravidade total (N, kN) de qualquer elemento estrutural é geralmente considerada convencionalmente nos cálculos como uma força concentrada aplicada em um ponto chamado seu centro da gravidade.

Forças distribuídas (cargas)- são as forças aplicadas em uma parte da área (ou comprimento) do corpo deformável, proporcionais às dimensões de todo o corpo. Existem forças distribuídas superficialmente (cargas), cujas unidades são N/m2, kN/m2, etc. (por exemplo, cargas de neve distribuídas em revestimentos de edifícios), bem como cargas distribuídas linearmente (ao longo do comprimento dos elementos estruturais), cujas unidades são N/m, kN/m, etc. (por exemplo, forças de pressão distribuídas de placas apoiadas em vigas de estruturas de edifícios).

Forças estáticas (cargas)- são forças (cargas) que não alteram (ou alteram insignificantemente) seu valor, posição e direção de ação durante a operação da estrutura.

Forças dinâmicas (cargas)- são forças (cargas) que alteram significativamente seu valor, posição e/ou direção em curtos períodos de tempo e causam vibrações estruturais.

Cargas nominais- são normalmente as cargas máximas que ocorrem durante o funcionamento da estrutura.

Perguntas do teste:

1) O que é estudado no curso "Resistência dos Materiais"? Qual é a sua importância para profissionais técnicos altamente qualificados?

2) O que são cargas externas e forças internas?

3) Explicar os conceitos de deformação, resistência, rigidez e estabilidade.

4) Explicar os conceitos de homogeneidade, continuidade, isotropia e anisotropia.

5) Dê uma classificação dos elementos estruturais.

6) Dê uma classificação das cargas externas que atuam nos elementos estruturais.

1. Aleksandrov A.V. etc. Resistência dos materiais. Livro didático para universidades - M.: Superior. escola, 2001. - 560 p. (pág. 5 ... 20).

2. Stepin P.A. Resistência dos materiais. - M.: Superior. escola, 1983. - 303 p. (pág. 5 ... 20).

3. Manual sobre a resistência dos materiais / Pisarenko G.S. etc. - Kyiv: Naukova Dumka, 1988. - 737p. (pág. 5…9).

Tarefas de controle para SIW- com a ajuda da literatura educacional para expandir as informações sobre as seguintes questões:

1) o que são forças elásticas?

2) qual é a essência do princípio da ausência de esforços internos iniciais no corpo (, pp. 9-10)?

3) quais são os princípios de esquematização de cargas externas atuantes em elementos estruturais utilizados em cálculos de engenharia (, pp. 8-11)?

4) explicar o princípio da independência da ação das forças (, p. 18-20; , p. 10)?

5) explicar o princípio de Saint-Venant (, p. 10-11);

6) qual a diferença entre deformação e deslocamento (, pp. 17-18; , pp. 13-14)?;

7) o conceito geral do método das seções (, pp. 13-16; , pp. 14-17);

8) o conceito geral de tensões em um corpo deformável, as designações de tensões normais e de cisalhamento (, pp. 13-15;, pp. 17-20).

9) classificação de cargas externas atuantes em elementos estruturais (vide item 5.3).

Aula 6. Tópico 6. "Tensão-compressão central de hastes rígidas retas"

O objetivo da palestra- expor as disposições introdutórias sobre o tema, a essência e a aplicação do método das seções para determinar os esforços internos nas hastes sob tensão-compressão central; dar os conceitos iniciais de diagramas de forças internas.

As forças externas na resistência dos materiais são divididas em ativo e reativo(reações de ligação). Cargas são forças externas ativas.

Cargas por método de aplicação

Por meio de aplicação cargas existem volumoso(peso próprio, forças inerciais), atuando em cada elemento de volume infinitesimal e superfície. Cargas de superfície são divididos em cargas concentradas e cargas distribuídas.

Cargas distribuídas são caracterizados por pressão - a razão da força que atua em um elemento de superfície ao longo da normal a ele, para a área desse elemento e são expressos no Sistema Internacional de Unidades (SI) em pascal, megapascal (1 PA = 1 N / m2; 1 MPa = 106 Pa), etc. etc., e no sistema técnico - em quilogramas de força por milímetro quadrado, etc. (kgf/mm2, kgf/cm2).

Em sopromat são frequentemente considerados cargas de superfície distribuídos ao longo do comprimento do elemento estrutural. Tais cargas são caracterizadas pela intensidade, geralmente denotada por q e expressa em newtons por metro (N/m, kN/m) ou em quilogramas de força por metro (kgf/m, kgf/cm), etc.

Cargas pela natureza da mudança no tempo

De acordo com a natureza da mudança ao longo do tempo, cargas estáticas- aumentando lentamente de zero até seu valor final e não mudando no futuro; e cargas dinâmicas causando grandes forças de inércia.

28. Carga dinâmica e cíclica, o conceito de limite de resistência.

Carga dinâmica é uma carga que é acompanhada pela aceleração das partículas do corpo considerado ou partes em contato com ele. O carregamento dinâmico ocorre quando forças que aumentam rapidamente são aplicadas ou no caso de movimento acelerado do corpo em estudo. Em todos esses casos, é necessário levar em consideração as forças de inércia e o movimento resultante das massas do sistema. Além disso, as cargas dinâmicas podem ser subdivididas em choque e re-variáveis.

Carga de impacto (impacto) é uma carga sob a qual as acelerações das partículas do corpo mudam drasticamente em sua magnitude em um período de tempo muito curto (aplicação repentina de uma carga). Observe que, embora o impacto esteja relacionado aos tipos dinâmicos de carregamento, em alguns casos, ao calcular o impacto, as forças de inércia são desprezadas.

Carga de variável repetitiva (cíclica) - cargas que mudam no tempo em magnitude (e possivelmente em sinal).

O carregamento cíclico é uma mudança nas propriedades mecânicas e físicas de um material sob ação prolongada de tensões e deformações que mudam ciclicamente ao longo do tempo.

Limite de resistência(também limite fadiga) - nas ciências da resistência: uma das características de resistência de um material que o caracteriza resistência, ou seja, a capacidade de perceber cargas que causam tensões cíclicas no material.

29. O conceito de fadiga de materiais, fatores que afetam a resistência à falha por fadiga.

Fadiga do material- na ciência dos materiais - o processo de acumulação gradual de danos sob a influência de tensões variáveis ​​(muitas vezes cíclicas), levando a uma mudança em suas propriedades, à formação de rachaduras, seu desenvolvimento e destruição material para o tempo especificado.

Influência da concentração de estresse

Nos locais de mudança acentuada nas dimensões transversais da peça, furos, ranhuras, ranhuras, roscas, etc., conforme mostrado no parágrafo 2.7.1, ocorre um aumento local de tensão, o que reduz significativamente o limite de resistência em relação ao para amostras cilíndricas lisas. Este decréscimo é tido em conta introduzindo nos cálculos fator de concentração de tensão eficaz, que representa a razão do limite de resistência de uma amostra lisa em um ciclo simétrico para o limite de resistência de uma amostra das mesmas dimensões, mas com um ou outro concentrador de tensão:

.

2.8.3.2. Influência das dimensões da peça

Foi estabelecido experimentalmente que, com o aumento do tamanho da amostra de teste, seu limite de resistência diminui. efeito de escala). Isso se deve ao fato de que, com o aumento do tamanho, aumenta a probabilidade de não homogeneidade da estrutura dos materiais e seus defeitos internos (conchas, inclusões de gás), bem como o fato de que, na fabricação de pequenas amostras, o endurecimento (endurecimento ) da camada superficial ocorre a uma profundidade relativamente maior do que para amostras de tamanhos grandes.

A influência das dimensões das peças no valor do limite de resistência é levada em consideração pelo coeficiente ( fator de escala), que é a razão entre o limite de resistência de uma peça de um determinado tamanho e o limite de resistência de uma amostra de laboratório de configuração semelhante, com pequenas dimensões:

.

2.8.3.3. Efeito da condição da superfície

Traços da ferramenta de corte, riscos agudos, arranhões são o foco de microfissuras de fadiga, o que leva a uma diminuição do limite de fadiga do material.

A influência da condição da superfície no limite de resistência em um ciclo simétrico é caracterizada por coeficiente Qualidade da superfície, que é a razão entre o limite de fadiga de uma peça com um determinado tratamento de superfície e o limite de fadiga de uma amostra cuidadosamente polida:

.

2.8.3.4. Influência do endurecimento da superfície

Vários métodos de endurecimento da superfície (endurecimento mecânico, químico-térmico e tratamento térmico) podem aumentar significativamente o valor do fator de qualidade da superfície (até 1,5 ... 2,0 ou mais vezes em vez de 0,6 ... 0,8 vezes para peças sem endurecimento) . Isso é levado em consideração nos cálculos introduzindo o coeficiente .

2.8.3.5. Influência da assimetria do ciclo

A causa da falha por fadiga de uma peça são tensões alternadas de longo prazo. Mas, como os experimentos mostraram, com um aumento nas propriedades de resistência do material, sua sensibilidade à assimetria do ciclo aumenta, ou seja, a componente constante do ciclo "contribui" para a redução da resistência à fadiga. Este fator é levado em conta pelo coeficiente.