- продольная сила;
- поперечная сила по оси x;
- продольная сила по оси y;
Главный момент М0 = Мя + Мx + МY
Величина внутренних силовых факторов:
;
;
;
;
;
, где
Nz – продольная сила, равная алгебраической сумме проекций на ось Oz внешних сил, действующих на отсеченную часть бруса; вызывает растяжение или сжатие.
Qx - поперечная сила, равная алгебраической сумме проекций на ось Ox внешних сил, действующих на отсеченную часть бруса;
Qy - поперечная сила, равная алгебраической сумме проекций на ось Oy внешних сил, действующих на отсеченную часть бруса;
силы Qx; Qy вызывают сдвиг сечения;
Mz – крутящий момент, равный алгебраической сумме моментов внешних сил относительно оси Oz;
Mx – изгибающий момент, равный алгебраической сумме моментов внешних сил относительно оси Ox;
My - изгибающий момент, равный алгебраической сумме моментов внешних сил относительно оси Oy;
моменты Mx и My вызывают изгиб бруса в соответствующей плоскости.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие силы в сопротивлении материалов считают внешними? Какие силы являются внутренними?
2. Сформулируйте метод сечений.
3. Что в сопротивлении материалов называют внутренними силовыми факторами? Сколько в общем случае может возникнуть внутренних силовых факторов?
Тема 2.2 Растяжение и сжатие
Внутренние силовые факторы в поперечных сечениях при растяжении и сжатии. Эпюры продольных сил. Нормальное напряжение. Эпюры нормальных напряжений. Продольные и поперечные деформации. Закон Гука. Коэффициент Пуассона. Определение осевых перемещений поперечных сечений бруса. Анализ напряженного состояния при растяжении и сжатии.
Испытания материалов на растяжение и сжатие при статическом нагружении. Диаграммы растяжения и сжатия пластичных и хрупких материалов. Механические характеристики материалов. Напряжения расчетные, предельные и допускаемые. Коэффициент запаса прочности. Условие прочности.
Литература: [I, § 32-36]; [II, §19.1-19.6]
Методические указания
Растяжение и сжатие называют вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор – продольная сила.
Если продольная сила направлена от сечения, то брус растянут.
Растяжение считают положительной деформацией.
Если продольная сила направлена к сечению, то брус сжат.
Сжатие считают отрицательной деформацией.
При растяжении и сжатии в сечении действует только нормальное напряжение.
Напряжения в поперечных сечениях могут рассматриваться как силы, приходящиеся на единицу площади.
Направление и знак напряжения в сечении совпадают с направлением и знаком силы в сечении.
Величина напряжения прямо пропорциональна продольной силе и обратно пропорциональна площади поперечного сечения.
Нормальные напряжения σ действуют при растяжении от сечения, а при сжатии к сечению.
Нормальные напряжения рассчитывают по формуле:
,
где
N – продольная сила в сечении;
А – площадь поперечного сечения.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие внутренние силовые факторы возникают при растяжении и сжатии?
2. Что называют механическим напряжением?
3. Какие напряжения возникают в поперечном сечении при действии продольных сил?
Тема 2.3 Кручение
Кручение.
Чистый сдвиг. Закон Гука при сдвиге. Модуль сдвига. Внутренние силовые факторы при кручении. Эпюры крутящих моментов. Кручение бруса круглого поперечного сечения. Основные гипотезы. Напряжения в поперечном сечении. Угол закручивания. Полярные моменты инерции круга и кольца. Расчеты на прочность и жесткость при кручении. Рациональное расположение колес на валу.
Выбор рационального сечения вала при кручении.
Литература: [I, § 39 -42]; [II, §22.1-22.4].
Методические указания
Кручением называют нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор – крутящий момент.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие деформации возникают при кручении?
2. Какие внутренние силовые факторы возникают при кручении?
Тема 2.4 Изгиб
Изгиб. Основные понятия и определения. Классификация видов изгиба. Внутренние силовые факторы при прямом изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов. Нормальные напряжения в поперечном сечении при чистом изгибе.
Дифференциальная зависимость между поперечной силой и интенсивностью распределенной нагрузки. Расчеты на прочность при изгибе. Рациональные формы поперечных сечений балок из пластичных и хрупких материалов.
Литература: [I, § 43-48]; [II, §23.1-23.6].
Методические указания
Изгибом называют такой вид нагружения, при котором в поперечном сечении бруса возникает только один внутренний силовой фактор – изгибающий момент.
Брус, работающий на изгиб, называют балкой.
При поперечном изгибе в сечении балки возникают изгибающий момент и поперечная сила.
При чистом изгибе в поперечном сечении балки возникает только изгибающий момент, постоянный по величине.
Изгибающий момент в произвольном сечении балки численно равен алгебраической сумме моментов всех внешних сил, приложенных к отсеченной части, относительно рассматриваемого сечения.
Поперечная сила в произвольном сечении балки численно равна алгебраической сумме проекций всех внешних сил, действующих на отсеченной части на соответствующую ось.
При чистом изгибе выполняются гипотезы плоских сечений и ненадавливаемости слоев:
Сечения бруса, плоские и перпендикулярные продольной оси, после деформации остаются плоскими и перпендикулярными продольной оси.
Продольные волокна не давят друг на друга, поэтому слоя испытывают простое растяжение и сжатие.
Действуют только нормальные напряжения.
Поперечные размеры сечений не меняются
Продольная ось бруса после деформации изгиба искривляется.
Материал подчиняется закону Гука: σ = Е ε
Нейтральный слой проходит через центр тяжести сечения.
Условие прочности при изгибе:
Условие прочности для балок с сечениями, симметричными относительно нейтральной оси, имеет вид:
,
где
Wx – осевой момент сопротивления сечения.
Для подбора сечения балки (проектного расчета) из условия прочности определяют необходимое значение осевого момента сопротивления: 
По найденному моменту сопротивления Wx подбирают соответствующее сечение.
Вопросы для самоконтроля
1. Какую плоскость называют силовой?
2. Какие силовые факторы возникают в сечении балки при чистом изгибе?
3. Какие силовые факторы возникают в сечении при поперечном изгибе?
4. Как определяются поперечная сила и изгибающий момент в поперечном сечении балки?
РАЗДЕЛ 3 ДЕТАЛИ МАШИН
Тема 3.1 Основные положения
Цели и задачи изучения раздела “Детали машин». Механизм, машина, деталь, сборочная единица. Требования, предъявляемые к машинам, деталям и сборочным единицам. Критерии работоспособности и расчета деталей машин.
Литература: [III, § 1-12]
Методические указания
Третий раздел предмета Техническая механика - «Детали машин» посвящен рассмотрению основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения, встречающихся в различных механизмах и машинах.
Механизмом называют систему тел, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел.
Машиной называют механизм или сочетание механизмов, которые служат для облегчения или замены физического или умственного труда человека и повышения его производительности.
Различают два вида машин:
1. Энергетические машины, преобразующие любой вид энергии в механическую и наоборот (двигатели, компрессоры и др.)
2. Рабочие машины, в том числе:
- технологические, изменяющие свойства, форму и размеры тел (станки, прессы);
- транспортные, перемещающие тела (транспортеры, краны);
- ЭВМ.
Все машины состоят из деталей, которые объединены в узлы.
Деталью называют часть машины, изготовленную без сборочных операций (шпонка, болт, зубчатое колесо).
Узел – крупная сборочная единица (коробка передач, муфта, редуктор), являющаяся составной частью изделия (привода, машины).
Различают детали и узлы общего и специального назначения.
Все детали общего назначения делятся на три основные группы:
1. Соединительные детали и соединения, которые могут быть неразъемные (заклепочные, сварные) и разъемные (шпоночные, резьбовые).
2. Передачи вращательного движения (зубчатые, червячные, ременные).
3. Детали и узлы, обслуживающие передачи (валы, подшипники, муфты).
Целью курса является изучение основ расчета и конструирования деталей и узлов общего назначения с учетом режима работы и срока службы машин. При этом рассматриваются выбор материала, его термообработка, рациональные формы деталей, их технологичность и точность изготовления.
Требования к машинам и деталям:
- высокая производительность; экономичность;
- равномерность хода, высокий КПД;
- автоматизация рабочих циклов;
- компактность, надежность и долговечность;
- удобство и безопасность обслуживания;
- транспортабельность.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 |
