В зависимости от назначения конструкции и условий ее эксплуатации к ее материалу предъявляются требования определенных свойств: коррозионных, магнитных, жаростойких и т.п.
Однако, почти для всех конструкций наиболее важным требованиям является прочность.
Что же понимается под прочностью?
Под прочностью в широком (инженерном) смысле слова понимают способность материала или элемента конструкции сопротивляется не только разрушению, но и наступлению текучести, потери устойчивости, распространению трещин и др.
В более узком, научном смысле слова под прочностью понимают не только сопротивление разрушению.
В соответствии с этими двумя понятиями создаются гипотезы, дающие объяснение наступлению каких-либо предельных состояний металла или детали.
Инженерных теорий прочности в настоящее время выдвинуто много (1-я,2-я,3-я,4-я теории прочности). Например, согласно 4-й (энергетической) теории «Пластическое состояние (или разрушение) наступает тогда, когда удельная энергия формоизменения достигает некоторого предельного значения» (гипотеза Губера-Мизеса-Генки). Тогда условие наступление текучести будет
Если в качестве предельного состояния какого-либо элемента принять наступление текучести, то соответствующая расчетная формула будет выглядеть так
Обычно берут не 
Тогда 
Практически по всем инженерным теориям прочности условие прочности для заданного вида нагружения будет записываться в виде
Означает ли это, что в случае, например
(т.е. в инженерном смысле произошла потеря прочности) наступает разрушение конструкции. Поэтому не следует отождествлять потерю прочности в инженерном понимании с наступлением разрушения детали.
Современные технические материалы имеют сложное, неоднородное строение. Материалы обычно разделяются на вязкие (или пластичные) и хрупкие. Вязкие разрушения происходят при больших, а хрупкие – при сравнительно малых деформациях. Из-за различия свойств материалов мы можем получить и различные виды разрушений.
1. Что понимается под прочностью?
2. Что такое жесткость?
3. Какое свойство тел называется упругостью?
4. К каким простейшим типам с точки зрения формы сводятся различные элементы конструкций?
5. Почему дерево считается анизотропным материалом?
6. В чем состоит принцип независимости действия сил?
7. Какой метод используется при определении внутренних силовых факторов?
8. Сколько внутренних силовых факторов возникает в поперечных сечениях стержня в общем случае нагружения? Назовите их.
9. Какие случаи простого нагружения вам известны?
10. Что называется напряжением в точке и какова его размерность?
11. При попытке вытащить застрявший автомобиль оборвался буксировочный трос. Какие напряжения ответственны за разрушение?
12. Какие напряжения называются предельными?
13. Что такое запас прочности конструкции?
14. Как определяетcя допускаемое напряжение?
15. Как записываются условия прочности конструкции и что будет в тех случаях когда они не выполняются?
17. Чему равна продольная сила.
18. Как вычисляют напряжения в поперечном сечении растянутого стержни?
19. Как записывается условие прочности растянутого стержня? Какие задачи можно решать с помощью этого условия?
20. Что такое полное и относительное удлинение стержня?
21. Как записывается закон Гука при растяжении(сжатии)
22. Каков физический и геометрический смысл модуля Юнга..
23. Чем характеризуются жёсткость материала, жёсткость поперечного сечения и жёсткость стержня при растяжении?
24 Какая линейная деформация при растяжении больше: продольная или поперечная.
25. Какие образцы применяются для испытаний на растяжение?
26. Что называют диаграммой растяжения образца.
27. Какое отличие имеет условная диаграмма напряжений от диаграммы растяжения образца.
28. Когда появляется шейка? Как распределяются деформации по длине образца до и после появления шейки.
29. Перечислите характеристики прочности материала при растяжении и дайте их определения.
30. Что выражает собой площадь под диаграммой растяжения.
31. Каковы особенности испытаний на сжатие
32. По каким признакам при сжатии можно отличить пластичный материал от хрупкого?
33. Какое напряжение принимается в качестве предельного для пластичных и хрупких материалов?
34. Какой вид пагружения называется кручением?
35. По какому закону распределяются касательные напряжения в поперечных сечениях круглого вала в области упругих деформаций?
36. В каких точках поперечного сечения круглого вала возникают наибольшие касательные напряжения и как они определяются?
37. Что такое полярный момент инерции и полярный момент сопротивления? Как они вычисляются и какова размерность этих величин
38. Как записывается условие прочности для круглого вала и какие задачи оно позволяет решать?
39. Какая выгода достигается при использовании полых валов?
40. По какой формуле определяется угол закручивания круглого вала при постоянном по длине крутящем моменте и неизменной жесткости поперечного сечения?
41. Объясните, почему поверхность излома чугунного вала наклонена к оси под углом 45°?
42. Какой вид нагружения называется изгибом?
43. Что такое балка?
44. Какие нагрузки вызывают плоский прямой изгиб стержня?
45. Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях балок?
46. Чему равна поперечная сила Qy?
47. Чему равен изгибающий момент Мх?
48. Какой изгиб называется чистым?
49. Когда имеет место поперечный изгиб?
50. Какая существует связь между кривизной оси балки и изгибающим моментом?
51. Как изменяются по высоте поперечного сечения балки нормальные напряжения при изгибе?
52. Какая величина называется моментом сопротивления сечения при изгибе и какова ее размерность?
53. Чему равен осевой момент сопротивления для балок прямоугольного и круглого сечений?
54. Как записывается условие прочности по нормальным напряжениям для балок из пластичных материалов?
55. Какие формы сечений являются рациональными для балок из пластичных материалов?
56. Что такое прогиб, смещение, угол поворота?
57. Что такое упругая линия?
58. Какой вид имеет основное дифференциальное уравнение изгиба?
59. Что называется сложным сопротивлением?
60. Какой изгиб называется косым?
61. Как распределяются нормальные напряжения при косом изгибе?
62. Как вычисляются перемещения при косом изгибе?
63. Как распределяются нормальные напряжения при внецентренном продольном нагружении?
Работоспособность - состояние детали, при котором она способна выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями нормативно-технической документации.
Основными критериями работоспособности деталей машин являются прочность, жесткость, износостойкость, теплостойкость, виброустойчивость. Кратко рассмотрим эти требования.
0.6. Прочность является главным критерием работоспособности деталей. Методы расчетов на прочность изучают в курсе «Сопротивление материалов».
Прочность - свойство материалов детали в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия (нагрузки, неравномерные температурные поля и др.).
В большинстве технических расчетов под нарушением прочности понимают не только разрушение, но и возникновение пластических деформаций.
Наиболее распространенным методом оценки прочности деталей машин является сравнение расчетных (рабочих) напряжений, возникающих в деталях машин под действием нагрузок, с допускаемыми.
Условие прочности выражают неравенством
σ≤ [σ] или τ ≤ [τ], (0.1)
где σ, τ - расчетные нормальное и касательное напряжения в опасном сечении детали; [σ], [τ] - допускаемые напряжения.
Кроме обычных видов разрушения деталей (поломок) наблюдаются также случаи, когда под действием нагрузок, прижимающих детали одну к другой, возникают местные напряжения и деформации. Наличие контактных напряжений может привести к разрушению деталей. Поэтому для многих деталей (а зависит это от конструкции, воспринимаемых нагрузок, условий работы и других факторов) проводится расчет по условию контактной прочности:
Σ H ≤ [σ] H ; (0.2)
(формула Герца), (0.3)
где - расчетное контактное напряжение; q - нагрузка на единицу длины контакта; E пр - приведенный модуль упругости; - приведенный радиус кривизны; [σ] н - допускаемое контактное напряжение.
Эта формула получена для двух круговых цилиндров бесконечно большой длины, материалы которых имеют коэффициент Пуассона µ = 0,3.
Что понимается под прочностью детали?
0.7. Жесткостью называют способность деталей сопротивляться изменению их формы под действием приложенных нагрузок.
Наряду с прочностью это один из важнейших критериев работоспособности машин. Иногда размеры деталей (таких, как длинные оси, валы и т. п.) окончательно определяются расчетом на жесткость.
Запишите условие, обеспечивающее жесткость работающей детали (вспомните из курса «Сопротивление материалов»).
0.8. Износостойкость - сопротивление деталей машин и других трущихся изделий изнашиванию.
Изнашивание - процесс разрушения поверхностных слоев при трении, приводящий к постепенному изменению размеров, формы, массы и состояния поверхности деталей (износу).
Износ - результат процесса изнашивания.
При расчетах деталей на износ либо определяют условия, обеспечивающие для них трение со смазочным материалом, либо назначают для трущихся поверхностей соответствующие допускаемые давления.
Изнашивание деталей можно уменьшить следующими конструктивными, технологическими и эксплуатационными мерами:
Создать при проектировании деталей условия, гарантирующие трение со смазочным материалом;
Выбрать соответствующие материалы для сопряженной пары;
Соблюдать технологические требования при изготовлении деталей;
Наносить на детали покрытия;
Соблюдать режимы смазывания и защиты трущихся поверхностей от абразивных частиц.
Что такое износ? Укажите пути уменьшения изнашивания трущихся деталей.
0.9. Под теплостойкостью понимают способность деталей сохранять нормальную работоспособность в допустимых (заданных) пределах температурного режима, вызываемого рабочим процессом машин и трением в их механизмах.
Тепловыделение, связанное с рабочим процессом, имеет место в тепловых двигателях, электрических машинах, литейных машинах и в машинах для горячей обработки материалов.
Нагрев деталей машин может вызвать следующие вредные последствия:
Понижение прочности материала и появление остаточных деформаций, так называемое явление ползучести (наблюдается в машинах с очень напряженным тепловым режимом, например, в лопатках газовых турбин);
Понижение защищающей способности масляных пленок, а следовательно, увеличение износа трущихся деталей;
Изменение зазоров в сопряженных деталях;
В некоторых случаях понижение точности работы машины;
Для деталей, работающих в условиях многократного циклического изменения температуры, могут возникнуть и развиться микротрещины, приводящие в отдельных случаях к разрушению деталей.
Для обеспечения нормального теплового режима работы деталей и узлов машин в ряде случаев выполняют специальные расчеты, например, тепловой расчет червячных редукторов.
Что произойдет с деталью, если в процессе работы температура будет выше предельно допустимой?
0.10. Под виброустойчивостью понимают способность деталей и узлов работать в нужном режиме без недопустимых колебаний (вибраций).
Вибрации вызывают дополнительные переменные напряжения и могут привести к усталостному разрушению деталей. Особенно опасными являются резонансные колебания. В связи с повышением скоростей движения машин опасность вибрации возрастает, поэтому расчеты параметров вынужденных колебаний приобретают все большее значение.
Прочность, жесткость, устойчивость, – как понятия определяющие надёжность конструкций в их сопротивлении внешним воздействиям. Расчётные схемы (модели): твёрдого деформируемого тела, геометрических форм элементов конструкций. Внутренние силы в деформируемых телах и их количественные меры. Метод сечений. Напряжённое состояние. Перемещения и деформации. Понятия упругости и пластичности. Линейная упругость (закон Гука). Принцип независимости действия сил (принцип суперпозиции).
Основные понятия. Сопротивление материалов, наука о прочности (способности сопротивляться разрушению при действии сил) и деформируемости (изменении формы и размеров) элементов конструкций сооружений и деталей машин. Таким образом, данный раздел механики дает теоретические основы расчета прочности, жесткости и устойчивости инженерных конструкций.
Под нарушением прочности понимается не только разрушение конструкции, но и возникновение в ней больших пластических деформаций. Пластическая деформация – это часть деформации, которая не исчезает при разгрузке, а пластичность - способность материала сохранять деформацию.
Жесткость – это способность конструкции (или материала) сопротивляться деформированию.
Устойчивость – это способность конструкции сохранять положение равновесия, отвечающее действующей на нее нагрузке.
Надежность – свойство конструкции выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в определенных нормативных пределах в течение требуемого промежутка времени.
Ресурс – допустимый срок службы изделия. Указывается в виде общего времени наработки или числа циклов нагружения конструкции.
Отказ – нарушение работоспособности конструкции.
Опираясь на вышесказанное, можно дать определение прочностной надежности.
Прочностной надежностью называется отсутствие отказов, связанных с разрушением или недопустимыми деформациями элементов конструкции.
Конструкции, как правило, имеют сложную форму, отдельные элементы которой можно свести к простейшим типам, являющимися основными объектами изучения сопротивления материалов: стержни, пластинки, оболочки, массивы, для которых устанавливаются соответствующие методы расчёта на прочность, жёсткость и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок, т.е. расчет реальной конструкции начинается с выбора расчетной схемы .
Выбор расчетной схемы начинается со схематизации свойств материала и характера деформирования твердого тела, затем выполняется схематизация геометрической.
Стержень – тело, у которого один размер (длина) значительно превышает два других размера.
Оболочка – это тело, ограниченное двумя криволинейными поверхностями, у которого один размер (толщина) много меньше двух других размеров. Пластина – это тело, ограниченное двумя параллельными плоскостями.
Массив – тело, у которого все три размера имеют один порядок.
Базируясь на законах и выводах теоретической механики, сопротивление материалов, помимо этого, учитывает способность реальных материалов деформироваться под действием внешних сил.
При выполнении расчетов принимаются допущения, связанные со свойствами материалов и с деформацией тела.
Основные допущения.
1. Материал считается однородным (независимо от его микроструктуры физико-механические свойства считаются одинаковыми во всех точках).
2. Материал полностью заполняет весь объем тела, без каких-либо пустот (тело рассматривается как сплошная среда).
3. Обычно сплошная среда принимается изотропной, т.е. предполагается, что свойства тела, выделенного из нее, не зависят от его ориентации в пределах этой среды. Материалы, имеющие различные свойства в разных направлениях, называют анизотропными (например, дерево).
4. Материал является идеально упругим (после снятия нагрузки все деформации полностью исчезают, т.е. геометрические размеры тела полностью или частично восстанавливаются). Свойство тела восстанавливать свои первоначальные размеры после разгрузки называется упругостью.
5. Деформации тела считаются малыми по сравнению с его размерами. Это допущение называется принципом начальных размеров. Допущение позволяет при составлении уравнений равновесия пренебречь изменениями формы и размеров конструкции.
6. Перемещения точек тела пропорциональны нагрузкам, вызывающим эти перемещения (до определенной величины деформации материалов подчиняются закону Гука). Для линейно деформируемых конструкций справедлив принцип независимости действия сил (или принцип суперпозиции ): результат действия группы сил не зависит от последовательности нагружения ими конструкции и равен сумме результатов действия каждой из этих сил в отдельности.
7. Предполагается, что в сечениях, достаточно удаленных от мест приложения нагрузки, характер распределения напряжений не зависит от конкретного способа нагружения. Основанием для такого утверждения служит принцип Сен-Венана.
8.Принимается гипотеза плоских сечений (гипотеза Бернулли): плоские поперечные сечения стержня до деформации остаются плоскими и после деформации.
Внутри любого материала имеются внутренние межатомные силы. При деформации тела изменяются расстояния между его частицами, что в свою очередь приводит к изменению сил взаимного притяжения между ними. Отсюда, как следствие, возникают внутренние усилия. Для определения внутренних усилий используют метод сечения. Для этого тело мысленно рассекают плоскостью и рассматривают равновесие одной из его частей (рис.1).
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ1. Что понимается под прочностью?
2. Что такое жесткость?
3. Что понимается под устойчивостью?
4 Какое свойство тел называется упругостью?
5 К каким простейшим типам с точки зрения формы сводятся различные элементы конструкций?
6 Какие объекты называются стержнями?
8. Какие объекты называются пластинами и оболочками? В чем состоит разница между пластинами и оболочками?
9. Какие тела называются объемными?
10. Какие основные задачи решаются в курсе сопротивления материалов?
11. Перечислите основные допущения относительно свойств конструкционных материалов, которые принимаются в сопротивлении материалов.
12. Что означает свойство однородности?
13. Что понимается под сплошностью?
14. Почему дерево считается анизотропным материалом?
15. В чем состоит принцип независимости действия сил?
17. Какие силы называются статическими, какие динамическими?
18. Что такое объемная сила, ее размерность? Приведите примеры объемных сил?
22. Какие системы называются статически неопределимыми?
23. Какие системы называются статически определимыми?
24. Опорные реакции – силы внешние или внутренние?
26. Какой метод используется при определении внутренних усилий?
27. Сколько внутренних усилий возникает в поперечных сечениях стержня в общем случае нагружения? Назовите их.
28. По какому признаку классифицируются виды деформации стержня?
29. Какие случаи простой деформации Вам известны?
30. Что называется напряжением в точке и какова его размерность?
31. Какое напряжение называется нормальным и какое касательным?
32. Какие напряжения называются опасными (предельными)?
33. Что такое коэффициент запаса прочности?
34. Как определяется допускаемое напряжение?
35. Что такое деформация? Какие Вам известны простейшие деформации?
36. Как вводятся понятия "относительное удлинение", "относительный сдвиг"?
37. В чем заключается расчет на жесткость?
^ РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ
38. Какой вид нагружения называется осевой деформацией?
39. Какая гипотеза положена в основу теории растяжения (сжатия) прямолинейных стержней и какой закон распределения напряжений из нее вытекает?
40. Запишите условие статической эквивалентности для нормальной силы.
41. Как вычисляются напряжения в поперечном сечении стержня при осевой деформации?
42. Как изменится усилие в статически определимом стержне при осевой деформации, если: а) увеличить вдвое площадь поперечного сечения; б) заменить материал, из которого изготовлен стержень?
43. Как изменится напряжение в статически определимом стержне при осевой деформации, если: а) увеличить вдвое площадь поперечного сечения; б) заменить материал, из которого изготовлен стержень?
44. В каких частях растянутого стержня распределение напряжений не является равномерным?
45. Что такое концентрация напряжений и как она оценивается в упругой стадии работы материала?
46. Зависит ли распределение напряжений при осевой деформации от способа приложения внешних сил?
47. В чем состоит принцип Сен-Венана?
48. Как записывается условие прочности при осевой деформации? Какие задачи можно решать с помощью этого условия?
49. Как вычисляется удлинение стержня, если нормальная сила постоянна?
50. Как вычисляется удлинение стержня, если нормальная сила изменяется по линейному закону?
51. Во сколько раз изменится абсолютное удлинение круглого стержня, растягиваемого некоторой силой, если уменьшить в 2 раза его длину и диаметр?
52. Как записывается закон Гука при растяжении (сжатии)?
53. Каков физический смысл модуля Юнга?
54. Что такое коэффициент Пуассона? В каких пределах он изменяется для изотропных материалов?
55. Какая линейная деформация при растяжении больше: продольная или поперечная?
56. Какое из приведенных значений коэффициента Пуассона (0,12; 0,00; 0,52; 0,35; 0,50) не может быть для изотропного материала?
57. Характеристиками каких свойств материала являются модуль Юнга и коэффициент Пуассона?
^ ТЕОРИЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ
75. Что такое напряженное состояние в точке и как оно количественно оценивается?
76. Сколько существенно различных компонент у тензора напряжений?
77. Сформулируйте закон парности касательных напряжений (словесно).
78. На гранях элементарного параллелепипеда, параллельных плоскости xOz покажите положительные направления действующих на них напряжений.
79. Какие напряжения называются главными?
80. На каких площадках отсутствуют касательные напряжения?
82. Сколько главных площадок можно провести через точку деформируемого тела, как они ориентированы по отношению между собой?
84. На каких площадках нормальные напряжения достигают экстремальных значений?
85. Какое существует соотношение между главными напряжениями?
86. Какие величины называются инвариантными?
87. Чему равен первый инвариант тензора напряжений?
88. Как выглядит тензор напряжений, если оси координат совпадают по направлению с главными напряжениями?
89. Чему равно наибольшее касательное напряжение в точке тела и на каких площадках оно действует?
90. Дайте классификацию напряженных состояний в точке тела.
91. На каких площадках растянутого стержня возникают наибольшие нормальные и на каких - наибольшие касательные напряжения?
92. Какое напряженное состояние называется чистым сдвигом? Чему в этом случае равны главные напряжения и как ориентированы главные площадки?
93. Что такое деформированное состояние в точке тела и как количественно оно оценивается?
94. Каки оси называются главными осями деформаций?
95. Как выглядит тензор деформаций, если оси координат совпадают по направлению с главными осями деформаций?
98. Какие величины связывает между собой обобщенный закон Гука?
^ ГИПОТЕЗЫ ПРОЧНОСТИ
99. Зачем нужны гипотезы (теории) прочности?
100. Какие Вам известны классические гипотезы хрупкого разрушения (перечислить)?
101. Какие Вам известны классические гипотезы пластичности (перечислить)?
102. Что такое эквивалентное (расчетное) напряжение?
103. Какое состояние считается опасным в соответствие I гипотезы прочности?
104. Как определяется эквивалентное (расчетное) напряжение по I гипотезе прочности?
105. Какое состояние считается опасным в соответствие II гипотезы прочности?
106. Как определяется эквивалентное (расчетное) напряжение по II гипотезе прочности?
107. Какое состояние считается опасным в соответствие III гипотезы прочности?
108. Как определяется эквивалентное (расчетное) напряжение по III гипотезе прочности?
109. Какое состояние считается опасным в соответствие IV гипотезы прочности?
110. Как определяется эквивалентное (расчетное) напряжение по IV гипотезе прочности?
КРУЧЕНИЕ
113. Какой вид деформации стержня называется кручением?
114. Что называется крутящим моментом и как определяется его знак?
116. Как выражается закон Гука при сдвиге?
117. Характеристикой каких свойств материала является модуль сдвига? Какая существует связь между упругими константами изотропного материалв?
118. По какому закону распределяются касательные напряжения в поперечных сечениях круглого вала в области упругих деформаций?
119. Как направлены касательные напряжения по отношению к вектору, соединяющему центр тяжести сечения и рассматриваемую точку?
120. Запишите условие статической эквивалентности для крутящего момента.
121. В каких точках поперечного сечения круглого вала возникают наибольшие касательные напряжения и как они определяются?
122. Что такое полярный момент инерции и полярный момент сопротивления? Как они вычисляются и какова размерность этих величин?
123. Как записывается условие прочности для круглого вала и какие задачи оно позволяет решать?
124. Какая выгода достигается при использовании полых валов?
127. По какой формуле определяется угол закручивания круглого вала при постоянном по длине крутящем моменте и неизменной жесткости поперечного сечения?
128. Какую величину называют жесткостью поперечного сечения при кручении и какова ее размерность?
129. Как формулируется условие жесткости при кручении круглого вала?
130. Какое напряженное состояние возникает при кручении круглого вала? По каким площадкам действуют максимальные касательные напряжения и по каким - максимальные нормальные?
^ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОПЕРЕЧНЫХ СЕЧЕНИЙ СТЕРЖНЯ
132. Что такое статический момент сечения относительно некоторой оси и в каких единицах он измеряется?
133. Какая ось называется центральной?
134. Чему равен статический момент относительно центральной оси?
135. Как вводятся понятия осевых и центробежного момента инерции для плоской фигуры, их размерность?
136. Пусть известен момент инерции фигуры площадью A относительно центральной оси x. Как определить момент инерции относительно оси, параллельной заданной?
137. Пусть известен момент инерции фигуры площадью A относительно произвольной оси x. Как определить момент инерции относительно оси, параллельной заданной?
138. Относительно какой из всевозможных параллельных осей осевой момент принимает наименьшее значение?
139. Как вычисляется момент инерции прямоугольника с основанием b и высотой h относительно центральной оси параллельной основанию?
140. Чему равен момент инерции круга диаметром D отосительно центральной оси?
142. Как связаны между собой полярный и осевые моменты инерции?
143. Какие оси называются главными осями инерции?
144. Относительно каких осей осевые моменты достигают экстремального значения?
145. В каком случае можно без вычислений определить положение главных осей инерции сечения?
^ ПЛОСКИЙ ИЗГИБ
147. Какой вид деформации стержня называется изгибом?
148. Что такое балка?
149. Как приложена нагрузка, под действием которой стержень находится в условиях плоского изгиба?
150. Какие внутренние силовые факторы возникают в поперечных сечениях балок?
151. Какой изгиб называется чистым?
152. Когда имеет место поперечный изгиб?
153. Какие существуют зависимости между распределенной нагрузкой, поперечной силой и изгибающим моментом?
154. Для чего строятся эпюры поперечных сил и изгибающих моментов?
155. Запишите условия статической эквивалентности для изгибающего момента и поперечной силы.
157. Что такое нейтральная линия поперечного сечения балки?
159. Какая величина называется жесткостью поперечного сечения балки?
160. Как изменяются по высоте поперечного сечения балки нормальные напряжения при изгибе?
161. Какая величина называется моментом сопротивления сечения при изгибе и какова ее размерность?
162. Чему равен осевой момент сопротивления для балок прямоугольного и круглого сечений?
163. Как записывается условие прочности по нормальным напряжениям для балок из пластичных материалов?
164. Как записываются условия прочности по нормальным напряжениям для балок из хрупких материалов?
166. Хрупкий материал испытали на сжатие и получили предел прочности. Достаточно ли этого для расчета конструкции, работающей на изгиб, и почему?
167. Во сколько раз увеличатся напряжения и прогибы балки, если нагрузку увеличить в 5 раз?
168. Как распределяются нормальные напряжения по ширине сечения балки?
170. Как распределяются касательные напряжения по высоте балки прямоугольного поперечного сечения?
^ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПРИ ИЗГИБЕ
171. Что такое прогиб, угол поворота?
172. Как связаны между собой прогиб и угол поворота в любом сечении балки?
173. Какой вид имеет приближенное дифференциальное уравнение изгиба балок?
174. Какой геометрический смысл параметров v0, 0 в универсальном уравнении изогнутой оси балки (методе начальных параметров)?
175. Что такое граничные условия?
176. Как записываются граничные условия для шарнирной опоры?
177. Как записываются граничные условия для заделки?
178. Какой прием используют для учета равномерно распределенной нагрузки при записи универсального уравнения изогнутой оси балки?
^ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИСТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫЕ СИСТЕМЫ
179. Сформулируйте теорему Клапейрона.
180. Почему в теореме Клапейрона появляется множитель 0,5?
181. Что такое обобщенная сила?
182. Что такое обобщенное перемещение?
183. Каки понятием связаны между собой обобщенная сила и обобщенное перемещение?
185. Как определяются линейные и угловые перемещения балок методом Мора?
187. Какие приемы (способы) вычисления интеграла Мора Вы знаете?
188. Какие системы называются статически неопределимыми? Что такое степень статической неопределимости?
191. Что понимают под основной системой?
192. Каков физический смысл канонических уравнений метода сил?
193. Что представляют собой коэффициенты канонических уравнений метода сил и как они определяются?
197. Что характерно для эпюр изгибающих моментов статически неопределимых балок?
^ СЛОЖНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
198. Что называется сложным сопротивлением (сложной деформацией)?
199. Какой изгиб называется пространственным (сложным)?
200. Как вычисляются напряжения при пространственном изгибе?
201. Как распределяются напряжения при пространственном изгибе?
202. Что такое нейтральная (нулевая линия)?
203. Запишите условие прочности при пространственном изгибе стержня прямоугольного поперечного сечения.
205. При каких условиях реализуется косой изгиб?
206. Как распределяются нормальные напряжения при косом изгибе?
207. Как проходит нейтральная линия при косом изгибе?
208. Каково взаимное расположение силовой и нейтральной линий при косом изгибе?
209. Может ли балка круглого поперечного сечения испытывать косой изгиб?
210. Чему равно нормальное напряжение в центре тяжести поперечного сечения при косом изгибе?
211. В каких точках поперечного сечения нормальные напряжения при косом изгибе достигают максимальных значений?
212. Какой вид имеют условия прочности при косом изгибе для сечения произвольной формы?
213. Какой вид имеют условия прочности при косом изгибе для балок прямоугольного сечения?
214. Как вычисляются перемещения при косом изгибе?
215. Как направлен вектор перемещения при косом изгибе?
216. Чему равно нормальное напряжение в центре тяжести поперечного сечения при внецентренном растяжении (сжатии)?
217. Как определяется положение нейтральной линии при внецентренном растяжении (сжатии)?
218. Как проходит нейтральная линия, если сила приложена на границе ядра сечения?
219. Какой вид имеет ядро сечения для прямоугольника и круга?
220. Какие точки являются опасными при внецентренном растяжении (сжатии) нагружении?
222. Как записывается условие прочности при изгибе с кручением круглого стержня по III гипотезе прочности?
223. Как записывается условие прочности при изгибе с кручением круглого стержня по IV гипотезе прочности?
^ УСТОЙЧИВОСТЬ СЖАТЫХ СТЕРЖНЕЙ
224. Какая форма равновесия конструкции называется устойчивой?
225. Что такое критическая сила?
226. Как определяется критическая сила, если возникающие напряжения не превосходят предела пропорциональности?
227. Как изменится критическая сила для сжатой стойки, если одновременно увеличить диаметр в 2 раза и длину стойки в 4 раза? Формулу Эйлера считать применимой.
228. Как определяется критическая сила, если возникающие напряжения выходят за предел пропорциональности?
229. Что такое гибкость стержня?
231. При каких напряжениях теряют устойчивость стержни большой гибкости? По какой формуле определяется для них критическая сила?
232. При каких напряжениях теряют устойчивость стержни средней гибкости? По какой формуле определяется для них критическая сила?
233. Можно ли пользоваться формулой Эйлера за пределом пропорциональности материала?
234. Как записывается условие устойчивости сжатого стержня и какие задачи оно позволяет решать?
^ ДИНАМИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ
235. На каком принципе базируется расчет на прочность движущихся элементов конструкций?
236. Какие Вам известны разновидности удара?
237. Какие допущения принимаются при расчетах на удар?
238. Чему равен динамический коэффициент при продольном ударе?
239. Каково значение динамического коэффициента при падении груза с нулевой высоты?
240. Как определяются напряжения и перемещения при ударе?
^ ПЕРЕМЕННЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ
241. Что называется усталостью?
242. Что называется выносливостью материала?
243. Что такое цикл напряжений?
244. Перечислите основные параметры цикла.
245. Что такое коэффициент асимметрии цикла?
246. Какой цикл называется симметричным (проиллюстрируйте графиком)?
247. Какой цикл называется знакопостоянным (проиллюстрируйте графиком)?
248. Какой цикл называется знакопеременным (проиллюстрируйте графиком)?
249. Какой цикл называется отнулевым (проиллюстрируйте графиком)?
252. Что представляет собой кривая усталости?
253. Изобразите временную диаграмму цикла с коэффициентом асимметрии равным -1.
255. Что называется пределом выносливости материала?
256. Может ли предел выносливости быть равным пределу текучести, пределу прочности?
257. Какие факторы влияют на величину предела выносливости?
258. Как влияют абсолютные размеры поперечного сечения детали на величину предела выносливости?
259. Как влияет качество обработки поверхности на величину предела выносливости детали?