Методические указания. При проектировании различных конструкций и машин инженеру приходится решать много разнообразных вопросов

Введение

При проектировании различных конструкций и машин инженеру приходится решать много разнообразных вопросов, связанных с будущей работой проектируемого объекта.

Учитывая условия работы, инженер выбирает материал для конструкции, назначает размеры ее частей и элементов так, чтобы они достаточно надежно, без риска разрушения могли сопротивляться действию внешних нагрузок.

При назначении размеров, кроме условий прочности, приходится учитывать условия жесткости и устойчивости, то есть заботиться о том, чтобы элементы конструкции в процессе эксплуатации не могли заметно деформироваться, а также сохраняли первоначальную форму.

Кроме того, инженер обязан считаться с требованиями экономики, не допуская излишнего расхода материала и повышения стоимости конструкции или машины.

В решении этих ответственных задач инженеру помогает наука о прочности – сопротивление материалов (сопромат).

Целью изучения дисциплины «Механика» является ознакомление с методами расчета на прочность, жесткость, устойчивость элементов инженерных конструкций и деталей машин.

Основные задачи дисциплины заключаются в том, чтобы студент научился:

· правильно выбирать расчетную схему элементов конструкций,

· определять возникающие усилия при различных видах деформации, используя основные гипотезы при изучении курса,

· подбирать наиболее экономичные размеры поперечных сечений элементов конструкций и деталей машин.

При этом главной задачей курса является формирование знаний для применения математического аппарата при решении прикладных задач, осмысления полученных численных результатов и поиска выбора наиболее оптимальных конструктивных решений. То есть данный предмет является базовым для формирования инженерного мышления и подготовки кадров высшей квалификации по техническим направлениям.

Механика базируется на сведениях из математики, физики и теоретической механики и в первую очередь на законах статики. Без знания этого раздела теоретической механики изучение курса невозможно.

Прежде всего, изучение курса следует начать с ознакомления с основными элементами конструкций, каковыми являются стержни, пластины, массивные тела. Нужно обратить внимание на понятие «расчетная схема», ибо выбор расчетной схемы является одной из ответственных задач, которую должен решать инженер. Для стержневых конструкций необходимо познакомиться с видами опор: шарнирные подвижные и неподвижные опоры, заделка, свободный край и уяснить, какие реакции в них возникают.

Далее следует разобрать основные гипотезы, на которых базируется курс сопротивления материалов: гипотезу о сплошности, гипотезу об однородности и изотропности, гипотезу о линейной связи между напряжениями и деформациями, гипотезу о независимости действия сил; две специальные гипотезы для стержней (гипотезу плоских сечений и гипотезу о ненадавливании волокон).

Необходимо понять и запомнить, что основным методом в сопротивлении материалов считается метод сечений, когда мысленно рассекается тело некоторой плоскостью и после введения сил взаимодействия (внутренних силовых факторов) разрезанных частей рассматривается равновесие одной из них. Необходимо запомнить, что система сил, действующих в сечении стержня, в общем случае приводится к 6 силовым факторам: продольной N_x и двум поперечным силам Q_y и Q_z; двум изгибающим моментам M_y и M_z; крутящему моменту M_x.

Необходимо обратить внимание на классификацию нагрузок (объемные и поверхностные, распределенные и сосредоточенные, статические и динамические) и на то обстоятельство, что конструкции могут оказаться статически неопределимыми, то есть такими, расчет которых не возможен с использованием только уравнений статики, без привлечения уравнений совместности деформаций.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: