Слайд 1Теория упругости
с основами
пластичности
и ползучести
Слайд 2Александров А. В. Сопротивление материалов. Основы теории упругости и пластичности.
Варданян Г.С., Андреев В.И., Атаров Н.М., Горшков А.А. Сопротивление материалов
с основами теории упругости и пластичности.
???? (Дополнить самостоятельно книги, задачники, сайты)
Литература (взять в библиотеке):
Слайд 3Главная Библиотечно-издательский комплекс Информационные ресурсы
Информационные ресурсы
Полнотекстовая база данных ТИУ
ЭБС «Лань»
Научная электронная библиотека
ELIBRARY.RU
ЭБС «Юрайт»
ЭБС «IPRbooks»
ЭБС «Консультант студента»
ЭБС «Проспект»
Президентская библиотека им. Б.Н. Ельцина
https://www.tyuiu.ru/bibliotechno-izdatelskij-kompleks/bibliotechnye-resursy/
Слайд 7http://unistroy.spbstu.ru
Google Scholar
Бесплатная поисковая система по полным текстам научных публикаций всех
форматов и дисциплин
Слайд 10Механика деформируемого твердого тела
Физическая часть
(экспериментально изучаются механические свойства твердых тел:
прочность, упругость, пластичность, усталость и т.д)
Математическая часть
(на основании общих законов
механики и экспериментально установленных зависимостей между напряжениями и деформациями исследуется напряженное и деформированное состояние твердых тел различной формы, находящихся под действием различных внешних нагрузок)
Курс сопротивления материалов
– задачи, решаемые элементарными методами
Теория упругости
Теория пластичности
Слайд 11Деформация тела – изменение расстояний между частицами твердого тела
Упругость –
свойство тела принимать исходные размеры и форму после удаления сил.
Слайд 13Физическая природа упругости
Упругость (с физической точки зрения) – свойство твердого
тела сохранять порядок расположения атомов в нагруженном состоянии и расстояние
между атомами в ненагруженном.
Слайд 15Структурное несовершенство – это нарушение в исходном порядке расположения атомов
вакансия
Внедренный
атом
Слайд 16Под воздействием сил происходит медленное перераспределение структуры несовершенств.
Обратимые деформации –
деформации, вызванные указанным перераспределением структуры материала, исчезают с течением времени
после снятия нагрузки.
Упругое последействие – процесс исчезновения деформаций.
Слайд 17Однородная деформация
Прямые, соединяющие каждую пару материальных точек твердого тела ,
параллельны произвольно заданному направлению.
Расстояние между этими точками мало по
сравнению с размерами тела.
Слайд 19 Теория упругости – раздел механики деформируемого
твердого тела, в котором изучаются вызванные в теле внешними воздействиями
деформации и возникающие при этом напряжения.
Основа : свойство идеальной упругости материала (способность тела, получившего деформацию, после устранения причин, её вызвавших, полностью восстановить свою первоначальную форму).
Слайд 20 Теория упругости
Линейная (классическая)
теория упругости
Нелинейная теория
упругости
Закон деформирования тела из линейно упругого материала
Закон деформирования тела
из нелинейно упругого материала
Процесс деформирования обратим.
Слайд 21Закон деформирования тела из нелинейно пластического материала
Теория
пластичности – раздел механики деформируемого твердого тела, в котором изучаются
деформации тел, имеющих нелинейную диаграмму деформирования, то есть, когда процесс деформирования необратим.
Слайд 23Основные гипотезы теории упругости
Гипотеза о сплошности тел. Материал представляет собой
сплошную среду, т.е. полностью заполняет объем тела, (можно использовать методы
дифференциального и интегрального исчисления).
Гипотеза о естественном ненапряженном состоянии тела. До приложения нагрузки напряжения в теле считаются равными нулю.
Гипотеза об идеальной упругости. Все тела являются идеально упругими, процесс деформирования обратимым.
Слайд 244. Гипотеза о шаровой изотропии. Физико-математические свойства материала одинаковы по
всем направлениям, проведенным из данной точки тела.
5. Гипотеза о совершенной
однородности. Механические свойства материала во всех точках одинаковы.
6. Принцип «автономной прочности». Напряженное состояние в данной точке тела зависит от состояния деформации в этой же точке, но не в любой другой.
Слайд 257. Принцип локальности эффекта самоуравновешенных внешних нагрузок – принцип Сен-Венана.
Если в какой-либо малой части тела приложена уравновешенная система сил,
то она вызывает в теле напряжения, которые очень быстро убывают по мере удаления от этой части тела.
Слайд 268. Гипотеза о малости перемещений. Перемещения точек тела, вызванные его
деформацией, малы по сравнению с размерами самого тела.
Слайд 27Основы теории напряжённого состояния
Слайд 28Напряженное состояние в точке твердого тела
Тело находится в состоянии
равновесия.
Между частями тела возникают внутренние силы взаимодействия.
Исследуем эти силы.
Слайд 29Для исследования этих сил возьмём точку А элементарного параллелепипеда.
Если размеры
параллелепипеда уменьшать, то он стянется в точку.
Напряженным состоянием в точке
называется совокупность напряжений возникающих во множестве площадок, проходящих через рассматриваемую точку.
Предположим, что тело, на которое действуют внешние силы однородно.
Слайд 30Полное напряжение, возникающее на каждой грани элементарного параллелепипеда со сторонами
может
быть разложено на три составляющие:
Одну по нормали к площадке
Две по
плоскости сечения
Нормальное напряжение
Касательные напряжения
Площадка
Внешняя нормаль
Рассмотрим выделенный элементарный объём тела с действующими на его гранях напряжениями.
На противоположных гранях действуют одинаковые напряжения.
Слайд 31Направления напряжений связаны с принятой декартовой системой координат.
Нормальное напряжение имеет
один индекс, соответствующий параллельной оси.
Направлены от площадки
Направлены к площадке
Примечание. Для
нормальных напряжений правило знаков нужно обязательно соблюдать, так как оно имеет физический смысл.
Слайд 32Индекс соответствует оси, нормальной к площадке
Индекс соответствует оси, параллельно которой
направлен вектор
Правило знаков: Положительное напряжение
действует на площадке, внешняя нормаль к которой совпадает с положительным направлением оси , а направление напряжения совпадает с положительным направлением оси .
Слайд 33Выделенный элемент находится в равновесии, поэтому должны выполняться шесть уравнений
равновесия:
Слайд 34Закон парности касательных напряжений
Справедлив во всех точках нагруженного тела, независимо
от вида приложенных нагрузок и свойств материала
Не зависит от ориентации
в пространстве малого кубического элемента.
На двух взаимно перпендикулярных площадках составляющие касательных напряжений, перпендикулярные к общему ребру, равны и направлены либо к ребру, либо от ребра.
Слайд 35Общее напряженное состояние в произвольной точке твердого тела описывают
шесть
компонент напряжений:
три компоненты нормальных напряжений
и три компоненты касательных
напряжений
Слайд 36Значения компонент напряжений будут изменятся, при повороте элемента относительно своей
центральной точки.
Слайд 37Сумма нормальных напряжений инвариантна к ориентации граней элемента
Слайд 38Совокупность всех нормальных и касательных напряжений на бесконечном множестве площадок,
проведенных через данную точку тела, называется напряженным состоянием в точке.
Напряженное
состояние можно описать с помощью тензора напряжений :
Слайд 39Главные напряжения
Главные площадки
Слайд 40 Если малый элемент далее повернуть так, что четыре его грани
окажутся под углами к направлениям двух экстремальных
главных напряжений и , то на этих гранях будут действовать максимальные касательные напряжения в рассматриваемой точке.
На гранях где действуют максимальные касательные напряжения, нормальные напряжения нулю не равны.
Слайд 41Допустимая величина напряжения
Допустимая величина напряжения
Разрушения в
материале
Слайд 42Виды напряженного состояния
ОДНООСНОЕ (ЛИНЕЙНОЕ)
ДВУХОСНОЕ (ПЛОСКОЕ)
ТРЕХОСНОЕ (ОБЪЕМНОЕ)
Слайд 431. Напряженное состояние элементарного объема является – …
ОТВЕТ:
объемным;
плоским;
3) линейным;
4) чистого сдвига.
Слайд 442. Напряженное состояние элементарного объема является – …
ОТВЕТ:
объемным;
плоским;
3) линейным;
4) чистого сдвига.
Слайд 453. На рисунке показан стержень растянутый силами F.
Напряженное
состояние в точках стержня …
ОТВЕТ: 1) объемным;
2) плоским;
3) линейным;
4) чистого сдвига.
Слайд 475. Напряженным состоянием в точке называется совокупность …
ОТВЕТ:
нормальных напряжений;
главных напряжений;
3) касательных напряжений;
4) нормальных и касательных напряжений.
Слайд 48ОТВЕТ:
1) объемное напряженное состояние;
2) плоское напряженное состояние;
3) линейное напряженное
состояние;
4) плоское напряженное состояние чистого сдвига.
6. На рисунке представлено…
Слайд 497.Для изучения напряженного состояния в точке используется…
ОТВЕТ:
1) бесконечно малый
элемент, имеющий форму прямоугольного параллелепипеда или четырехгранной пирамиды;
2) материальная точка;
3)математическая точка;
4)элемент тела, имеющий конечные размеры.
Слайд 519. Главными площадками в исследуемой точке напряженного тела называются
площадки, на
которых…
ОТВЕТ:
1) отсутствуют касательные напряжения, а нормальные принимают экстремальные значения;
2)
действуют касательные и нормальные напряжения;
3)действуют только касательные напряжения;
4)касательные напряжения достигают экстремальных значений.
Слайд 5210. Соотношение между главными напряжениями имеет вид…
ОТВЕТ:
Слайд 5311. Укажите элемент, все грани которого являются главными площадками:…
ОТВЕТ:
1 2 3 4