Предисловие

"Сопротивление материалов" – учебная дисциплина, в которой из­лага­ются основы инженерных методов расчетов на прочность, жесткость, устой­чивость. Она лежит в основе цикла наук, занимаю­щихся разработ­кой мето­дов анализа напряженно-деформированного состояния несущих элементов конструкций и деталей машин, сопро­тивления материалов статическим и пе­ременным нагрузкам, оценки прочности материалов: строительной механики, теории упругости, теории пластичности, тео­рии ползучести, механики разрушения. Ре­шения ряда задач, рассматри­ваемых в дисциплине "Сопротивление материа­лов", находят широкое применение в дисциплине "Детали ма­шин". В свою очередь в сопротивлении ма­териалов исполь­зуются резуль­таты, полученные в «Теоретической механике»: методы со­став­ления уравнений равновесия систем сил, опре­деление усилий в эле­мен­тах механических систем, реакций опор, мето­ды решения дина­мических за­дач.

В дисциплине «Сопротивление материалов» объектами изучения явля­ются брус, тонкостенный стержень, стержневая система, тонкостен­ные обо­лочки, толстостенные цилиндры. В ней используется про­стейшая модель материала, считая его однородным и изотропным; в расчетах на прочность при напряжениях переменных во времени ис­пользу­ется более сложная модель, учитывающая кри­сталлическое строе­ние мате­риала. Методы расчета, разработанные в сопротивлении материалов, широко используются в проектных организациях и в промышленных предприятиях.

Целью изучения дисциплины "Сопротивление материалов" яв­ляется усвоение теоретических основ и получение студентами прак­тических навы­ков выполнения расчетов на прочность и жесткость простейших конструкций и деталей машин, для которых могут быть использованы расчетные схемы стержня, стержневой системы, тон­костенной оболочки, толстостенного ци­линдра.

Учебно-методическое пособие предназначено для сту­ден­тов всех технических специальностей заочной формы обучения БГТУ и со­держит программу дисциплины "Сопротивление материалов", методиче­ские указания по ее изучению, задания к контрольным работам, методические ука­зания по их выполнению и оформлению, примеры решения задач, входя­щих в кон­трольные работы.

Автор надеется, что это пособие поможет вам в изучении важнейшей инженерной дисциплины – “Сопротивление материалов”. В случае возникновения недоразумений, замечаний или обнаружения ошибок при работе с пособием просьба сообщать о них преподавателю устно или письменно на первой странице контрольной работы. Все ваши сообщения будут с благодарностью приняты, рассмотрены и учтены при подготовке следующих изданий пособия.

1. ДИСЦИПЛИНА "СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ"

Дисциплину «Сопротивление материалов» студенты заочной формы обучения изучают в течение двух учебных семестров. В связи с этим она условно разделена на две части. В настоящем пособии приведена 2-я часть этой дисциплины, которую студенты изучают во втором семестре обучения.

1. Рабочая программа дисциплины "Сопротивление

материалов". Часть II (2-й семестр обучения)

Энергетический метод определения перемещений

в упругих системах

Работа внешних и внутренних сил. Потенциальная энергия упругих де­формаций. Теорема о взаимности работ. Теорема о взаимности перемещений. Понятие о единичной силе.

Метод Мора для определения перемещений. Вычисление интегралов Мора способом Ве­рещагина.

Статически неопределимые системы

Статически неопределимые системы. Связи необходимые и допол­нительные («лишние»). Степень статической неопределимости сис­темы. Метод сил. Основная и эквивалентные системы. Канониче­ские уравнения метода сил. Про­верка правильности раскрытия статической неопределимости. Рас­четы на прочность и жест­кость статически неопределимых систем.

Основы теории напряженно–деформированного состояния

Понятие о напряженном состоянии. Главные напряжения. Виды напряженного состояния. Определение главных напряжений для плоского напряженного состояния.

Понятие о деформированном состоянии. Главные деформа­ции. Аналогии между напряженным и деформированным состояниями. Определение главных деформаций. Связь между напряжениями и деформа­циями. Обобщенный закон Гука.

Экспериментальное определение деформаций и напряжений.

Теории прочности

Эквивалентные напряже­ния. Определение эквивалентных напря­жений. Основные теории прочности, область их применения. Рас­четы на прочность и жест­кость при совместном действии изгиба, кручения и растяжения (сжатия). Ча­стные случаи расчета на проч­ность бруса с круглым и прямоугольным поперечными сечениями.

Расчеты на прочность и жесткость

при динамическом нагружении

Общие принципы расчета конструкций при динамическом нагру­жении. Условие прочности.

Учет сил инерции при неравномерном поступательном и равномер­ном вращательном движениях.

Ударные нагрузки. Коэффици­ент динамичности при ударе.

Расчеты элементов конструкции при вынужденных колебаниях. Коэффициент нарастания колебаний. Резонанс.

Расчеты сжатых стержней на устойчивость

Понятие об устойчивости. Критическая сила. Формула Эйлера, пределы её применимости. Формула Ясинского, пределы её приме­нимости.

Расчеты сжатых стержней на устойчивость по коэффициенту сни­жения основного допускаемого напряжения.

Расчеты на прочность при переменных нагрузках

Понятие об усталости и выносливости. Предел выносливости. Ос­новные параметры и характеристика цикла. Опытное определение предела выносливости. Диаграмма предельных напряжений. Влия­ние конструктивно-технологических факторов на предел выносли­вости. Коэффициент запаса. Условие выносливости. Практические расчеты на выносливость.

1.2. Список рекомендуемой литературы

Учебники

1. Дарков, А.В. Сопротивление материалов: учебник /А.В.Дарков, Г.С.Шпиро. – М.: Высш. шк., 1989. – 624 с.

2. Феодосьев,В.И. Сопротивление материалов: учебник/ В.И.Феодосьев. – М.: Наука, 2005. – 592 с.

3. Богомаз, И.В. Сопротивление материалов: учебник /И.В.Богомаз. – М.: Ассоц. строит. вузов, 2008. – Ч.1. – 175 с., Ч.2. – 190 с.

4. Александров, А.В. Сопротивление материалов: учебник /А.В.Александров. – М.: Высш. шк., 2008. – 559 с.

5. Сакало, В.И. Сопротивление материалов: учеб. пособие /В.И.Сакало. – Брянск, 2009. – 528 с.

Справочники, задачники, пособия по решению задач

6. Ицкович, Г.М. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов. /Г.М.Ицкович и др.. – М.: Высш. шк., 2001. – 542 с.

7. Писаренко, Г.С. Справочники по сопротивлению материалов /Г.С.Писаренко, А.П.Яковлев, В.В.Матвеев. – Киев: Наукова думка, 2008. – 813 с.

8. Грес, П.В. Руководство к решению задач /П.В.Грес. – М.: Высш. шк.,2010. – 133 с.

9. Беляев, Н.М. Сборник задач по сопротивлению материалов /под ред. Л.К. Паршина. – СПб: Лань., 2008. – 429 с.

10. Копнов, В.А. Сопротивление материалов: руководство к решению задач и выполнению лабораторных и расчетно-графических работ /В.А.Копнов. – М.: Высш. шк.,2009. – 349 с.

11. Подлеснов, Ю.П. Эпюры внутренних силовых факторов: учеб.-метод. пособие /Ю.П.Подлеснов. – Брянск: БГТУ, 2008. – 79 с.

12. Сопротивление материалов: Лабораторный практикум/ В.И.Сакало [и др.]; под общ. ред. Ю.П. Подлеснова. – Брянск: БГТУ, 2010. – 119 с.

13 Подлеснов, Ю.П. Сопротивление материалов: учеб.-мето­д. пособие /Ю.П. Подлеснов, Г.В.Невмержицкая. – 2-е изд. исп. и доп. – Брянск: БГТУ, 2012. – Ч.1. – 103 с.

Примечание. Возможно использование других учебников, справоч­ников и пособий для решения задач по сопротивлению материалов.