Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями


НазваниеОбщие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями
страница1/7
Дата публикации06.12.2013
Размер0.65 Mb.
ТипОбщие методические указания
vb2.userdocs.ru > Математика > Общие методические указания
  1   2   3   4   5   6   7
ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
Для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями:

1. Курс сопротивления материалов является первой инженерной дисциплиной, объединяющей теорию и методику инженерных расчетов. Теснейшее сочетание теории с практикой является специфической особенностью курса сопротивления материалов, поэтому в основных разделах курса приведены типовые решения примеров с подробными объяснениями. Начиная с первой темы следует внимательно прорабатывать как теоретические выводы, так и решения типовых задач.

2. Для освоения теории курса сопротивления материалов необходимы знания физики, теоретической механики и математики. Изучая теорию, важно понять физические основы выводов и усвоить смысл получаемых расчетных формул. Понимание сущности теории и расчетных формул позволит избежать ошибок при их практическом использовании и научит применять эти формулы только там, где они применимы, так как в ряде случаев применимость расчетных формул ограничивается определенными условиями.

3. Для того чтобы расчетные формулы имели общее значение, т. е. позволили бы определять искомые величины с правильным алгебраическим знаком, соответствующим их смысловому значению, надо строить теоретические выводы таким образом, чтобы все исходные величины (входившие в состав расчетных формул) имели правильные знаки.

Поэтому в каждом частном случае исходные расчетные величины должны вводиться в формулы со своими знаками; этим обеспечивается правильный алгебраический знак для конечного результата.

4. В излагаемом курсе формулы общего значения имеют последовательную нумерацию по темам, причем особенно важные формулы выделяются. Такие формулы следует запоминать.

5. Разбирая выводы формул, надо одновременно с чтением теоретического материала следить за тем, как одна величина получается из другой, и вычерчивать эскизы, относящиеся к выводу на основании пояснительного к ним текста.

Усвоив вывод, следует отложить лекционный материал и снова выполнить рисунки и математические выкладки самостоятельно, по смыслу. Только убедившись в том, что пройденное понято и усвоено, можно переходить к изучению дальнейшего материала.

^ При изучении каждой части курса следует связывать ее содержание с предыдущим материалом и понимать, в чем состоит сходство и в чем различие.

6. Изучение курса сопротивления материалов как дисциплины прикладного характера сопровождается работами в лаборатории, где правильность теоретически обоснованных расчетных формул проверяется в приложении к экспериментальным испытаниям основных конструкционных материалов. Соответствие расчетных и опытных данных подтверждает правильность теории.

7. Каждая тема курса сопровождается контрольным материалом для проверки усвоения пройденного, в состав которого входят:

а) решения контрольных задач на основе примеров, разобранных в пройденной главе курса;

б) ответы по теории на контрольные вопросы.

Решение контрольных задач должно проводиться самостоятельно.

Решения с начала до конца проводятся в буквенном выражении (т.е. перед расчетом записывать полученные формулы, и только после этого подставлять расчетные данные). Числовые значения вводятся только в конечные формулы, как это показано в типовых решениях.

8. Необходимо знать размерность каждой расчетной, величины и полученные значения проверять по смыслу.

9. Указываемые в конце каждой темы вопросы служат для проверки усвоения пройденного теоретического материала. На каждый поставленный вопрос нужно дать полную четкую формулировку ответа. Правильность ответов необходимо тщательно про­верять по пройденному тексту.

10. Изучение курса сопротивления материалов и в особенности решение задач будут представлять на первых порах определенные трудности, но они легко преодолимы, если:

а) при изучении теории добиваться полной ясности вопроса не только с математической стороны, но и с физической (совершенно ясно представлять физическую сущность изучаемого явления);

б) понимать смысл каждой величины, входящей в формулу, знаки величин и их размерность;

в) величины, имеющие векторный характер, ясно представлять в пространственной системе координат;

г) перед тем как приступить к решению задач, проработать теорию, связанную с содержанием задач;

д) перед решением контрольных работ предварительно разобрать методику решения задач подобного типа.

11. Выполнение контрольных расчетно-проектировочных зада­ний необходимо проводить лишь после того, как усвоена соответствующая теория и приобретены навыки в решении задач, связанных с содержанием заданий.

Тема №1. Задачи курса “СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ”
Все твердые тела в той или иной мере обладают свойствами прочности и жесткости, т. е. способны в определенных пределах воспринимать воздействие внешних сил, без разрушения и без существенного изменения геометрических размеров.

Основное требование, предъявляемое к любому сооружению, заключается в полной гарантии надежности его работы, т.е. безаварийности и долговечности эксплуатации.

прочность

Здания и сооружения, проектированием и строительством ко­торых зани­мается инженер в своей практической деятельности, помимо дру­гих качеств должны обя­зательно обладать прочностью. Для этого элементы конструкций зданий и сооружений должны быть изготовлены из соответствующего материала и иметь необхо­димые размеры.

Прочность – способность материала конструкций сопротивляться разрушению под дей­ствием приложенных к ним внешних сил (нагрузок).

Изложение методов расчета элементов конструкций на прочность и со­ставляет пер­вую задачу курса сопротивления материалов.

жёсткость

Во многих случаях приходится определять те изменения формы и разме­ров (дефор­мации), которые возникают в элементах конструкций при дейст­вии нагрузок.

Дело в том, что абсолютно твердых, недеформирующихся тел, которые изучаются в теоретической механике, в действительности не существует. Ко­нечно, деформации, воз­никающие при действии обычных эксплуатационных нагрузок, невелики, и их можно об­наружить лишь с помощью специальных приборов (тензометров).

Небольшие деформации не оказывают существенного влияния на законы равновесия и движения тела, вследствие чего в теоретической механике ими пренебрегают. Однако без изуче­ния этих деформаций невозможно решить очень важную для практики задачу, при каких условиях может произойти разрушение конструкции и, наоборот, при каких ус­ловиях элементы конст­рукции могут безопасно работать.

Иногда величину деформаций, несмотря на их малость по сравнению с размерами самой детали, приходится ограничивать, так как в противном слу­чае нормальная эксплуа­тация конструкции может стать невозможной.

Жесткость – способность элемента конструкции сопротивляться воздействию приложенных к нему сил, получая лишь малые упругие деформации.

Отсюда вторая задача курса: изложение методов расчета элементов конструкций на жесткость.

устойчивость

Третья задача курса сопротивления материалов связана с изучением ус­тойчивости форм равновесия реальных (т. е. деформирующихся) тел.

Устойчивость – способность элемента конструкции сопротив­ляться возник­но­вению больших отклонений от невозмущенного равно­весия при малых возмущаю­щих воздействиях.

В качестве возмущающего воздействия можно, разумеется, принять ма­лое изменение нагрузки. Поэтому понятие устойчивости может быть сфор­мулировано также следующим образом:

– равновесие элемента устойчиво, если малому изменению нагрузки со­ответствует малое изменение деформаций.

Наоборот, равновесие неустойчиво, если ограниченный рост нагрузки сопровожда­ется теоретически неограниченным ростом деформаций. Практи­чески стержень, после по­тери устойчивости, разрушится от чрезмерных на­пряжений.

Признаком потери устойчивости является также внезапная смена одной формы равновесия другой.

При выполнении указанных видов расчета необходимо стремиться к максимальной экономии материалов, т. е. к достаточным, но не завышенным размерам деталей машин и сооружений.
Тема №2. Допущения в курсе “СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ”
Из-за сложности задачи расчета элементов конструкций в сопротивлении материалов принимаются некоторые упрощаю­щие допущения относительно свойств материала, на­грузок и ха­рактера взаимодействия конструкции и нагрузок.

Экспериментальная проверка расчетных зависимостей, полу­ченных на основе при­веденных ниже допущений, показала, что погрешность, вносимая ими, очень незначи­тельна и для практи­ческих целей ею можно пренебречь.

1-е допущение. Материал тела имеет сплошное (непрерыв­ное) строение. Таким образом, здесь не принимается во внима­ние дискретная, атомистическая структура веще­ства. Это допу­щение вполне оправдано с практической точки зрения, так как большинство строительных материалов имеет настолько мелко­зернистую структуру, что без заметной погрешности можно считать их строение сплошным, непрерывным. Даже для таких мате­риалов, как дерево, бетон и камень, расчеты, основанные на допущении о сплошности строения, дают практически удовлетво­рительные результаты.

Это объясняется тем, что размеры реальных деталей во много раз больше межатом­ных расстояний.

2-е допущение. Материал детали однороден, т. е. обладает во всех точках одина­ковыми свойствами. Металлы обладают высокой однородностью, т. е. имеют во всех точках детали практически одинаковые свойства. Менее однородными являют­ся дерево, бетон, камень, пластмассы с наполнителем. Например, бетон содержит в себе в качестве наполнителя небольших разме­ров камни, гравий, шебень, свойства которых отличаются от свойств цемента. В дереве имеются сучки, свойства которых также сильно отличаются от свойств остальной массы дерева. В пластмассах свойства смолы отличаются от свойств напол­нителя.

Тем не менее, как показывает опыт, расчеты, основанные на допущении об однород­ности материала детали, дают удовлетворительные результаты для основных конструкци­онных материалов.

3-е допущение. Материал конструкции изотропен, т. е. обладает во всех направ­лениях одинаковыми свойствами.

Исследования показывают, что кристаллы, из которых состо­ят многие материалы, обладают в различных направлениях весь­ма различными свойствами.

Однако у материалов, имеющих мелкозернистую структуру, благодаря большому количеству кристаллов, расположенных в беспорядке, свойства в разных направлениях выравниваются, «осредняются», и можно считать эти материалы практически изотроп­ными.

Для таких материалов, как дерево, железобетон, пластмас­сы, указанное допущение выполняется лишь приблизительно.

Материалы, свойства которых в разных направлениях раз­личны, называются анизо­тропными.

4-е допущение. В теле до приложения нагрузки нет внутрен­них (начальных) уси­лий. Изменению формы и размеров тела под нагрузкой сопротивляются силы взаимодей­ствия между части­цами материала, называемые силами упругости. В дальнейшем, говоря о внутренних силах, будем иметь в виду именно эти силы упругости, не принимая во вни­мание молекулярные силы, имею­щиеся и в ненагруженном теле.

Это допущение полностью не выполняется ни для одного материала. В стальных де­талях имеются внутренние силы, вы­званные неравномерностью остывания, в дереве – не­равномер­ностью высыхания, в бетоне – в процессе твердения.

Значение этих сил конструктору обычно неизвестно. В тех случаях, когда есть осно­вания предполагать, что эти силы значительны, стараются определить их эксперименталь­ным путем.

^ 5-е допущение, или принцип независимости действия сил. Результат воздейст­вия на тело системы сил равен сумме резуль­татов воздействия тех же сил, прилагае­мых к телу последова­тельно и в любом порядке.

Под словами «результат воздействия» в зависимости от конкретной задачи следует понимать деформации, внутренние силы, возникающие в теле, и пере­мещения отдельных точек.

Необходимо иметь в виду, что действие отдельных сил системы должно рассматри­ваться вместе с соответствующими им реакциями связей.

Принцип независимости дейст­вия сил, широко применяемый в теоретической меха­нике для абсолютно твердых тел, к деформируемым телам применим лишь при следую­щих двух условиях:

1. Перемещения точек приложения сил малы по сравнению с размерами тела.

2. Перемещения, являющиеся результатом деформации тела, линейно зависят от дей­ствующих сил. Такие, тела (системы) называют линейно деформируемыми или подчи­няющимися зако­ну Гука.

В обычных конструкциях оба эти условия выполняются, и поэтому принцип незави­симости действия сил при силовом расчете конструкций используется широко.

^ 6-е допущение, или принцип Сен-Венана. В точках тела, достаточно удаленных от мест приложения нагрузок, внутренние силы весьма мало зависят от конкретного способа приложения этих нагрузок.

Этот принцип во многих случаях позволяет производить замену одной системы сил другой системой, статически эквива­лентной, что может упростить расчет.

Тема №3. Понятие о реальном объекте и расчетной схеме.
Каждое сооружение состоит из множества различных элементов и деталей, в строительстве которые принято делить на два основных вида: несущие и ограждающие. К несущим относятся элементы, которые воспринимают и передают на землю нагрузки от веса конструкции, веса технологического или какого-либо другого оборудования, а также от климатических воздействий (веса снега, действия температуры и т. п.).

Ограждающие элементы, например две­ри, окна, перегородки, навесные панели в каркасных зданиях и т.п., как правило, не принимают участия в передаче нагрузки на землю; они воспринимают только собственный вес, а также временные нагрузки, например от ветра, действующего в пределах площади соответствующего элемента. Поэтому при расчетах сооружений на прочность и жесткость принимается, что вес ограждающих конструкций передается на несущую конструкцию, схематическое изображение которой называется расчетной схемой. Проектировщик производит расчет системы, состоящей только из несущих элементов, указанных в расчетной схеме.

Различают несколько основных видов несущих элементов, входящих в расчетную схему:

1) стержни, длина которых значи­тельно превышает два других размера (рис. 1.1, а)

^ Ось бруса – это линия, последовательно соединяющая центры тяжести его поперечных сечений. Плоская фигура, имеющая свой центр тяжести на оси и нормальная к ней, называется его поперечным сечением;

2) пластины, у которых один размер (толщина) значительно меньше двух других размеров а и b (рис. 1.1,б);

3) оболочки, которые отличаются от пластин тем, что они очерчены по криволинейной поверхности (рис. 1.1, в, г);

4) объемные тела, у которых все три генеральных размера примерно одного порядка, например блоки фундаментов, опоры мостов и т.п. (рис. 1.1,д).



Рис. 3.1.
При составлении расчетных схем необ­ходимо учитывать способы соединения между собой элементов конструкции. Места соединения элементов называются узлами (в расчетном виде, для элементов, передающих нагрузку – опорами), которые могут отличаться различными конструктивными решениями.

Опоры, рассматриваемых как плоские системы, быва­ют трех основных типов.

^ 1. Шарнирно-подвижная опора. Такая опора не препятствует враще­нию конца балки и его перемещению вдоль плоскости качения. В ней может возникать только одна реакция, которая перпендикулярна плоскости качения и прохо­дит через центр катка.
Подвижные опоры дают возможность балке беспрепятствен­но изменять свою длину при изменении температуры и тем самым устраняют возможность появления температур­ных на­пряжений.

^ 2. Шарнирно-подвижная опора. Такая опора допускает вращение конца балки, но устраняет поступа­тельное перемещение ее в любом направле­нии. Возникающую в ней реакцию можно разложить на две составляющие – гори­зон­тальную и вертикальную.

^ 3. Жесткая заделка, или защемление. Такое закрепление не допус­кает ни линейных, ни угловых перемещений опорного сечения. В этой опоре может в об­щем случае возникать реакция, которую обычно раскладывают на две составляющие (вер­тикальную и горизонтальную) и момент защемления (ре­активный момент).


  1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconРасчетные и нормативные сопротивления материалов
Расчетные и нормативные сопротивления материалов. Расчетные сопротивления стали (Ry, Ru ) равны нормативным (Ryн, Ruн ), деленным...
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания к практическим занятиям по дисциплине «Английский язык»
Методические указания предназначены для практических занятий студентов 2 курса всех специальностей факультета «Автоматики и вычислительной...
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по выполнению расчетно-графической работы по...
Методические указания по выполнению расчетно-графической работы по сопротивлению материалов «Расчет балок на прочность». – Ростов...
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по организации обучения студентов высших учебных заведений
Методические указания предназначены для медицинских работников вузов и врачей
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «курортология»
Методические указания предназначены для студентов специальности 100103 «Социально-культурный сервис и туризм»
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания для студентов I курса лечебного факультета...
Методические указания для студентов I курса лечебного факультета по учебной практике
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине...
Методические указания предназначены для студентов специальности 100103 «Социально-культурный сервис и туризм»
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по выполнению контрольных работ курсА «математика...
Сборник заданий по математике и статистике. Методические указания по выполнению контрольных работ по курсу «Математика и статистика»...
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания к практическим занятиям для студентов медицинского...
Методические указания к лабораторным занятиям по гистологии предназначены для самостоятельной работы студентов I курса медицинского...
Общие методические указания для успешного изучения курса сопротивления материалов рекомендуется руководствоваться следующими общими указа­ниями iconМетодические указания по курсовому проектированию Расчет кожухотрубного теплообменника
Кожухотрубные теплообменники наиболее широко распространены в пищевых производствах. Это объясняется следующими их достоинствами...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2014
контакты
vb2.userdocs.ru
Главная страница