Лекція № 1 Вступ. Мета і задачі курсу опору матеріалів.

План лекції:

1. Основні положення науки про опір матеріалів.

2. Історичний екскурс у формування вчення опору матеріалів як науку.

3. Форми тіл, що вивчаються в даному курсі.

4. Основні гіпотези курсу.

5. Основні види деформацій конструктивних елементів

6. Класифікація зовнішніх і внутрішніх сил,

7. Метод поперечних перерізів.

8. Правила визначення внутрішніх силових факторів.

1.Опір матеріалів – це наука про інженерні методи розрахунків на міцність, жорсткість і стійкість деталей машин та елементів конструкцій.

Міцність – це здатність конструктивного елемента витримувати задані навантаження не руйнуючись при цьому.

Жорсткість – це здатність конструкцій елемента деформуватися під дією зовнішнього навантаження так, щоб величина деформацій не перевищувала визначеної або наперед заданої, допустимої величини.

Стійкість – це здатність конструкції або ж її елемента зберігати в процесі експлуатації певну, попередньо задану, форму пружної рівноваги.

2. Перші теоретичні і дослідні вивчення міцності конструкцій були знайдені ще в роботах італійського вченого, інженера (а більше відомого як художника) Леонарда да Вінчі (1452 – 1519 рр.).

Формування опору матеріалів, як науки, пов'язують з ім'ям другого італійського вченого, в працях якого було вперше дано вирішення задачі міцності при згині балок в залежності від їх розмірів і величини діючого навантаження, Галілео Галілей (1564 – 1642 рр.) отримав не тільки теоретичні обґрунтування, але і проводив експериментальні дослідження. В 1678 р. англійський вчений Роберт Гук на основі експериментальних досліджень встановив залежність, яка лягла в основу науки про опір матеріалів і стала відома, як закон Гука, за яким деформування пружного тіла пропорційне діючому на нього навантаженню.

Швидкий розвиток промислового будівництва на кінці 18-го і початку 19‑го століть викликав і не менш бурхливий розвиток науки про опір матеріалів. Тут необхідно назвати таких вчених як Нав'є, Копій, Пуассон, Бресе, Ейлер, Ломоносов, Остроградський, Гадолін, Журавський, Ясинський і цілий ряд інших.

Кінець 19-го і 20-го сторіччя. Значний внесок у розвиток механіки і в розширення наукових положень науки про опір матеріалів зробили такі вчені як Бубнов, Крилов, Гальоркін, Кирпичов, Тимошенко, Беляєв, Феодосьєв, Біргер, Писаренко і інші.

3. Сучасний курс опору матеріалів включає в себе розрахунки на міцність таких основних форм як: брус (або стержень), пластина, оболонка, масив.

Стержнем (брусом) – називається тіло у якого один розмір (довжина) значно перевищує два інших (поперечних) розміри.

В машинах і спорудах зустрічаються стержні прямолінійні, криволінійні, суцільні і пустотілі, товстостінні і тонкостінні, постійного і змінного поперечного перерізу.

Прикладом прямолінійного стержня є – вісь, вал, балка; криволінійного –крюк вантажопідйомного крану, ланка ланцюга, арка та ін.

Пластиною – називається конструкцій елемент у якого один розмір (товщина) значно менший двох інших розмірів.

Пластинами можна вважати плоскі днища і кришки резервуарів, диски турбомашин та ін. Пластини бувають як прямокутні, так і круглі.

Оболонка – це тіло обмежене криволінійними поверхнями, що розташовані на близькій відстані одна від іншої.

Площина, що ділить товщину оболонки на рівні частини називається серединною.

По формі серединної площини оболонки розділяють на: циліндричні, конічні, шарові та ін.

Якщо серединна площина є плоскою, то така оболонка буде являти собою пластинку. Тому оболонка є більш загальною фігурою для такого типу тіл.

Тіла, у яких всі три величини розмірів одного порядку, називаються масивами, або ж масивними тілами.

При розв'язуванні задач міцності, жорсткості чи стійкості в курсі опору матеріалів використовується досить не складний математичний апарат. Це досягається за рахунок введення в теорію курсу цілого ряду гіпотез.