Учебно-методическое пособие. Московский автомобильно-дорожный
государственный технический университет (МАДИ), 2014. – 244 с.
УДК 531.8:624.042
ББК 34.41:30.121 В данном учебно-методическом пособии рассматриваются следующие темы дисциплины «Сопротивление материалов», относящейся к разделам курсов «Прикладная механика» и «Механика»: введение в дисциплину, растяжение-сжатие, напряженно-деформированное состояние, геометрические характеристики, кручение, изгиб, сложное сопротивление, расчеты на прочность при циклическом нагружении, контактные напряжения, устойчивость сжатых стержней. Рассматриваемый раздел – «Сопротивление материалов» – является составной частью дисциплин «Прикладная механика» и «Механика». В связи с этим в данном пособии рассмотрены практические расчеты на прочность разъемных и неразъемных соединений, а также особенности их конструирования. В основном рассматриваемые соединения работают на срез и растяжение, что делает логичным рассмотрение этого раздела, относящегося к разделу «Детали машин», сразу после рассмотрения теоретических основ расчета на растяжение и срез в разделе «Сопротивление материалов». Дано большое количество примеров решения задач по этим темам. Учебное пособие предназначено для студентов МАДИ, изучающих курс «Прикладная механика» и «Механика» на немеханических специальностях. Введение в дисциплину
Основные понятия и определения, связь с другими дисциплинами
Гипотезы и допущения
Классификация внешних сил и элементов конструкций
Внутренние силовые факторы. Метод сечений
Понятие о напряжениях
Контрольные вопросы
Растяжение и сжатие
Определение нормальной силы
Нормальные напряжения и деформации
Напряженное состояние бруса при растяжении
Механические свойства материалов. Экспериментальные исследования при растяжении (сжатии)
Испытание на растяжение
Испытание на сжатие
Расчет на прочность. Запас прочности. Допускаемые напряжения
Работа внешних сил и потенциальная энергия деформации при растяжении (сжатии)
Статически неопределимые системы
Контрольные вопросы
Напряженное и деформированное состояние. Теории прочности
Общие сведения о напряженном состоянии в точке тела
Исследование напряженного состояния при известных главных напряжениях
Круговая диаграмма напряжений
Обобщенный закон Гука
Объемная деформация
Теории прочности
Контрольные вопросы
Геометрические характеристики поперечных сечений
Статические моменты плоских сечений
Осевые и центробежные моменты инерции плоских сечений
Главные оси и главные моменты инерции
Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей
Связь между моментами инерции при повороте осей
Контрольные вопросы
Кручение
Чистый сдвиг. Основные определения
Чистое кручение. Эпюры крутящих моментов
Напряжения и перемещения при кручении бруса круглого поперечного сечения
Расчеты на прочность и жесткость при кручении
Кручение бруса прямоугольного сечения
Потенциальная энергия деформации при кручении
Контрольные вопросы
Соединения деталей машин
Заклепочные соединения
Образование заклепочного шва. Особенности заклепочных соединений
Классификация заклепочных швов
Материалы заклепочных соединений. Допускаемые напряжения
Расчет заклепочных швов на прочность
Коэффициент прочности шва
Последовательность проектного расчета прочных заклепочных швов при осевом нагружении
Рекомендации по конструированию заклепочных швов
Сварные соединения
Общие сведения о сварных соединениях
Достоинства и недостатки сварных соединений
Конструктивные разновидности сварных соединений и типы швов
Расчет сварных соединений при осевом нагружении соединяемых деталей
Допускаемые напряжения для сварных соединений
Последовательность проектного расчета сварных соединений при осевом нагружении
Рекомендации по конструированию сварных соединений встык и внахлестку
Резьбовые соединения
Общие сведения
Основные типы резьб
Способы стопорения резьбовых соединений
Расчет болтовых соединений
Контрольные вопросы
Изгиб
Основные понятия и определения
Поперечные силы и изгибающие моменты
Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
Особенности очертания эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в зависимости от вида действующей на балку нагрузки
Нормальные напряжения при изгибе
Расчет балок на прочность
Касательные напряжения при поперечном изгибе
Перемещения при изгибе. Основные понятия
Определение перемещений в балке методом интегрирования дифференциального уравнения упругой линии (метод начальных параметров)
Энергия деформации при изгибе
Интеграл Мора
Правило Верещагина
Расчеты на жесткость при изгибе
Контрольные вопросы
Сложное сопротивление
Косой изгиб
Сжатие (растяжение) бруса большой жесткости
Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением
Контрольные вопросы
Расчеты на прочность при циклически меняющихся напряжениях
Усталостное разрушение металлов и его причины. Циклы напряжений
Предел усталости
Основные факторы, влияющие на предел выносливости
Концентрация напряжений
Влияние абсолютных размеров детали
Влияние состояния поверхности
Диаграмма предельных амплитуд
Расчет на выносливость при линейном напряженном состоянии
Расчет на выносливость при чистом сдвиге
Расчет на выносливость при совместном действии нормальных и касательных напряжений
Контрольные вопросы
Контактные напряжения
Основные понятия
Контакт тел, ограниченных сферическими и цилиндрическими поверхностям
Контрольные вопросы
Устойчивость сжатых стержней
Понятие об устойчивости
Устойчивость стержней, работающих в пределах упругости. Формула Эйлера
Влияние вида закрепления концов стержня на величину критической силы
Критические напряжения. Предел применимости формулы Эйлера. Формула Ясинского
Понятие о расчете сжатых стержней на устойчивость по коэффициентам продольного изгиба
Контрольные вопросы
Заключение
Литература
УДК 531.8:624.042
ББК 34.41:30.121 В данном учебно-методическом пособии рассматриваются следующие темы дисциплины «Сопротивление материалов», относящейся к разделам курсов «Прикладная механика» и «Механика»: введение в дисциплину, растяжение-сжатие, напряженно-деформированное состояние, геометрические характеристики, кручение, изгиб, сложное сопротивление, расчеты на прочность при циклическом нагружении, контактные напряжения, устойчивость сжатых стержней. Рассматриваемый раздел – «Сопротивление материалов» – является составной частью дисциплин «Прикладная механика» и «Механика». В связи с этим в данном пособии рассмотрены практические расчеты на прочность разъемных и неразъемных соединений, а также особенности их конструирования. В основном рассматриваемые соединения работают на срез и растяжение, что делает логичным рассмотрение этого раздела, относящегося к разделу «Детали машин», сразу после рассмотрения теоретических основ расчета на растяжение и срез в разделе «Сопротивление материалов». Дано большое количество примеров решения задач по этим темам. Учебное пособие предназначено для студентов МАДИ, изучающих курс «Прикладная механика» и «Механика» на немеханических специальностях. Введение в дисциплину
Основные понятия и определения, связь с другими дисциплинами
Гипотезы и допущения
Классификация внешних сил и элементов конструкций
Внутренние силовые факторы. Метод сечений
Понятие о напряжениях
Контрольные вопросы
Растяжение и сжатие
Определение нормальной силы
Нормальные напряжения и деформации
Напряженное состояние бруса при растяжении
Механические свойства материалов. Экспериментальные исследования при растяжении (сжатии)
Испытание на растяжение
Испытание на сжатие
Расчет на прочность. Запас прочности. Допускаемые напряжения
Работа внешних сил и потенциальная энергия деформации при растяжении (сжатии)
Статически неопределимые системы
Контрольные вопросы
Напряженное и деформированное состояние. Теории прочности
Общие сведения о напряженном состоянии в точке тела
Исследование напряженного состояния при известных главных напряжениях
Круговая диаграмма напряжений
Обобщенный закон Гука
Объемная деформация
Теории прочности
Контрольные вопросы
Геометрические характеристики поперечных сечений
Статические моменты плоских сечений
Осевые и центробежные моменты инерции плоских сечений
Главные оси и главные моменты инерции
Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей
Связь между моментами инерции при повороте осей
Контрольные вопросы
Кручение
Чистый сдвиг. Основные определения
Чистое кручение. Эпюры крутящих моментов
Напряжения и перемещения при кручении бруса круглого поперечного сечения
Расчеты на прочность и жесткость при кручении
Кручение бруса прямоугольного сечения
Потенциальная энергия деформации при кручении
Контрольные вопросы
Соединения деталей машин
Заклепочные соединения
Образование заклепочного шва. Особенности заклепочных соединений
Классификация заклепочных швов
Материалы заклепочных соединений. Допускаемые напряжения
Расчет заклепочных швов на прочность
Коэффициент прочности шва
Последовательность проектного расчета прочных заклепочных швов при осевом нагружении
Рекомендации по конструированию заклепочных швов
Сварные соединения
Общие сведения о сварных соединениях
Достоинства и недостатки сварных соединений
Конструктивные разновидности сварных соединений и типы швов
Расчет сварных соединений при осевом нагружении соединяемых деталей
Допускаемые напряжения для сварных соединений
Последовательность проектного расчета сварных соединений при осевом нагружении
Рекомендации по конструированию сварных соединений встык и внахлестку
Резьбовые соединения
Общие сведения
Основные типы резьб
Способы стопорения резьбовых соединений
Расчет болтовых соединений
Контрольные вопросы
Изгиб
Основные понятия и определения
Поперечные силы и изгибающие моменты
Дифференциальные зависимости между интенсивностью распределенной нагрузки, поперечной силой и изгибающим моментом
Построение эпюр поперечных сил и изгибающих моментов
Особенности очертания эпюр поперечных сил и изгибающих моментов в зависимости от вида действующей на балку нагрузки
Нормальные напряжения при изгибе
Расчет балок на прочность
Касательные напряжения при поперечном изгибе
Перемещения при изгибе. Основные понятия
Определение перемещений в балке методом интегрирования дифференциального уравнения упругой линии (метод начальных параметров)
Энергия деформации при изгибе
Интеграл Мора
Правило Верещагина
Расчеты на жесткость при изгибе
Контрольные вопросы
Сложное сопротивление
Косой изгиб
Сжатие (растяжение) бруса большой жесткости
Расчет бруса круглого поперечного сечения на изгиб с кручением
Контрольные вопросы
Расчеты на прочность при циклически меняющихся напряжениях
Усталостное разрушение металлов и его причины. Циклы напряжений
Предел усталости
Основные факторы, влияющие на предел выносливости
Концентрация напряжений
Влияние абсолютных размеров детали
Влияние состояния поверхности
Диаграмма предельных амплитуд
Расчет на выносливость при линейном напряженном состоянии
Расчет на выносливость при чистом сдвиге
Расчет на выносливость при совместном действии нормальных и касательных напряжений
Контрольные вопросы
Контактные напряжения
Основные понятия
Контакт тел, ограниченных сферическими и цилиндрическими поверхностям
Контрольные вопросы
Устойчивость сжатых стержней
Понятие об устойчивости
Устойчивость стержней, работающих в пределах упругости. Формула Эйлера
Влияние вида закрепления концов стержня на величину критической силы
Критические напряжения. Предел применимости формулы Эйлера. Формула Ясинского
Понятие о расчете сжатых стержней на устойчивость по коэффициентам продольного изгиба
Контрольные вопросы
Заключение
Литература