Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Сопротивление материалов

Сопротивление материалов (далее С)наука о прочности и деформируемости элементов (деталей) сооружений и машин. Основные объекты изучения Сопротивление материалов - стержни и пластины, для которых устанавливаются соответствующие методы расчета на прочность, жесткость и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок. Сопротивление материалов базируется на законах и выводах теоретической механики, но, помимо этого, учитывает способность материалов деформироваться под действием внешних сил. Физико-механические характеристики (предел текучести, предел прочности, модуль упругости и т.п.), необходимые для оценки прочности и деформативности материалов, определяются при помощи испытательных машин и специальных измерительных приборов - тензометров. При испытаниях обеспечиваются требуемые условия загружения и высокая точность измерения деформаций испытываемых образцов материалов. Наиболее характерно испытание на растяжение образцов, представляющих собой стержни круглого сечения или полосы с сечением в виде узкого прямоугольника. По результатам этих испытаний строится т. н. диаграмма растяжения-сжатия. Располагая диаграммой испытания и пользуясь разработанными в Сопротивление материалов методами расчета, можно предсказать, как будет вести себя реальная конструкция, изготовленная из того же материала.

  Основное содержание и методы Сопротивление материалов При деформации твердого тела под нагрузкой изменяется взаимное расположение его микрочастиц, вследствие чего в теле возникают внутренние напряжения. В Сопротивление материалов определяются наибольшие напряжения в элементах сооружений или деталях машин. Они сравниваются с нормативными величинами, т. е. с напряжениями, которые можно допустить, не опасаясь повреждения или разрушения этих элементов (деталей). Проверке подлежат также деформации тела и перемещения его отдельных точек. Помимо необходимой прочности, конструкция должна быть также устойчивой, т. е. обладать способностью при малых случайных кратковременных воздействиях, нарушающих ее равновесие, лишь незначительно отклоняться от исходного состояния. Выполнение этого требования зависит от внешних сил, геометрии элемента (детали) и от физических констант материала.

  Для расчета элементов конструкций в Сопротивление материалов разрабатываются приближенные инженерные методы, использующие кинематические и статические гипотезы, которые в большинстве случаев оказываются достаточно близкими к действительности. При выводе расчетных формул для определения напряжений и перемещений производится схематизация рассчитываемого элемента сооружения, его опорных закреплений и действующей нагрузки, иначе говоря, создается расчетная схема (модель) объекта.

  При построении общей теории расчета в Сопротивление материалов рассматриваются т. н. идеализированные тела со свойствами, лишь приближенно отражающими поведение реальных объектов. Тела считаются однородными (со свойствами, одинаковыми во всех точках), сплошными (без пустот), обладающими упругостью (способностью восстанавливать свои размеры после снятия нагрузки), изотропными (с одинаковыми упругими свойствами по всем направлениям). На основе изучения простейших деформаций - растяжения-сжатия, кручения, изгиба в Сопротивление материалов выводятся формулы, позволяющие для каждого из этих видов деформаций определять напряжения, перемещения и деформации в отдельных точках тела. При наличии одновременно двух или нескольких простейших деформаций, протекающих в упругой стадии (для которой справедлива линейная зависимость между напряжением и деформациями), напряжения и деформации, найденные отдельно для каждого вида, суммируются.

  Многие материалы (например, бетон) обладают свойством ползучести (см. Ползучесть материалов), вследствие которой деформации могут возрастать со временем при неизменной нагрузке. В Сопротивление материалов устанавливаются законы развития ползучести и время, в течение которого она заметно проявляется, а также рассматривается воздействие на стержень ударной нагрузки, при которой возникают динамические напряжения; последние определяются по приближенным формулам, выведенным на основе ряда допущений. При расчете элементов сложной формы, для которых аналитические формулы вывести не удается, применяют экспериментальные методы (например, оптический, лаковых покрытий, муаровых полос и др.), позволяющие получать наглядную картину распределения деформаций по поверхности исследуемого элемента (детали) и вычислять напряжения в его отдельных точках. Наибольшую трудность представляет определение т. н. остаточных напряжений, которые могут возникать в элементах конструкций, не несущих нагрузки (например, при сварке или в процессе прокатки стальных профилей).

  Одна из важных задач Сопротивление материалов состоит в создании т. н. теорий прочности, на основе которых можно проверить прочность элементов в сложном напряженном состоянии, исходя из прочностных характеристик, полученных опытным путем для простого растяжения-сжатия. Существует ряд теорий прочности; в каждом отдельном случае пользуются той из них, которая в наибольшей степени отвечает характеру нагружения и разрушения материала.

  Историческая справка. История Сопротивление материалов, как и многих др. наук, неразрывно связана с историей развития техники. Зарождение науки о Сопротивление материалов относится к 17 в.; ее основоположником считается Галилей, который впервые обосновал необходимость применения аналитических методов расчета взамен эмпирических правил. Важным шагом в развитии Сопротивление материалов явились экспериментальные исследования Р. Гука (60-70-е гг. 17 в.), установившего линейную зависимость между силой, приложенной к растянутому стержню, и его удлинением (закон Гука). В 18 в. большой вклад в развитие аналитических методов в Сопротивление материалов был сделан Д. Бернулли, Л. Эйлером и Ш. Кулоном, сформулировавшими важнейшие гипотезы и создавшими основы теории расчета стержня на изгиб и кручение. Исследования Эйлера в области продольного изгиба послужили основой для создания теории устойчивости стержней и стержневых систем. Т. Юнг ввел (1807) понятие о модуле упругости при растяжении и предложил метод его определения.

  Важный этап в развитии Сопротивление материалов связан с опубликованием (в 1826) Л. Навье первого курса Сопротивление материалов, содержавшего систематизированное изложение теории расчета элементов конструкций и сооружений. Принципиальное значение имели труды А. Сен-Венана (2-я половина 19 в.). Им впервые были выведены точные формулы для расчета на изгиб кривого бруса и сформулирован принцип, согласно которому распределение напряжений в сечениях, отстоящих на некотором расстоянии от места приложения нагрузки, не связано со способом ее приложения, а зависит только от равнодействующей этой нагрузки.

  Большие заслуги в развитии Сопротивление материалов принадлежат русскому ученым М. В. Остроградскому, исследования которого в области Сопротивление материалов, строительной механики, математики и теории упругости приобрели мировую известность, и Д. И. Журавскому, впервые установившему (1855) наличие касательных напряжений в продольных сечениях бруса и получившему формулу для их определения (эта формула применяется и в современной практике инженерных расчетов). Всеобщее признание получили исследования Ф. С. Ясинского, разработавшего (1893) теорию продольного изгиба в упругой стадии и за ее пределами (рекомендации Ясинского послужили основой для разработки современных нормативных документов в СССР и за рубежом).

  В начале 20 в. расширение масштабов применения и стальных конструкций, появление сложных машин и механизмов обусловили быстрое развитие науки о Сопротивление материалов Были опубликованы классические учебники С. П. Тимошенко по Сопротивление материалов и строительной механике, труды А. Н. Динника по продольному изгибу, устойчивости сжатых стержней и др.

  Дальнейшему совершенствованию методов Сопротивление материалов способствовало создание в СССР ряда научно-исследовательских учреждений для проведения исследований в области расчета конструкций. Появились новые разделы Сопротивление материалов Большое влияние на развитие Сопротивление материалов оказали труды Н. М. Беляева в области пластических деформаций, А. А. Ильюшина по теории пластичности, Ю. Н. Работнова и А. Р. Ржаницына по теории ползучести. Значительным вкладом в науку о Сопротивление материалов явилась созданная В. З. Власовым теория расчета тонкостенных стержней и оболочек. Важные фундаментальные исследования выполнены советскими учеными Н. И. Безуховым, В. В. Болотиным, А. Ф. Смирновым, В. И. Феодосьевым и др.

  Современные тенденции развития науки о Сопротивление материалов Одна из важнейших задач Сопротивление материалов - установление причин и характера разрушения материалов, требующее всестороннего теоретического и экспериментального изучения процессов, происходящих в микрообъемах тела, в частности характера возникновения и развития трещин. Установлено существование таких (предельных) напряжений, превышение которых влечет за собой прогрессирующий рост уже появившихся трещин, приводящий в конечном счете к разрушению тела. Если напряжения меньше указанного предела, то тело, имеющее трещины, находится в состоянии трещиноустойчивости. В некоторых случаях под действием нагрузки разрушения в микроэлементах распространяются на весь объем тела (особенно при высоких температурах). Исследование этих вопросов требует создания нового важного раздела механики деформируемого тела - механики разрушения. Еще недостаточно изучен ряд вопросов т. н. усталостной прочности материалов, в частности прочность элементов (деталей) машин при их длительном циклическом нагружении.

  В связи с появлением новых конструкционных материалов (например, пластмасс, легких сплавов) возникла необходимость создания теорий прочности, отражающих специфические свойства этих материалов. Современные технологические процессы (например, с применением высоких давлений) позволяют получать материалы с весьма высокой прочностью, поведение которых под нагрузкой недостаточно изучено и требует целенаправленных исследований.

  Лит.: Тимошенко С. П., История науки о сопротивлении материалов с краткими сведениями из истории теории упругости и теории сооружений, М., 1957; Работнов Ю. Н., Сопротивление материалов, М.. 1962; Феодосьев В. И., Сопротивление материалов, М., 1974; Сопротивление материалов, М., 1975.

  Под редакцией А. Ф. Смирнова.

 


Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 21.10.2020 21:22:44
21:00 Названы производящие вакцину от коронавируса российские компании
21:00 Любитель пластической хирургии стал похож на Барби и отпугнул девушек
20:54 Чехия ввела жесткие ограничения из-за коронавируса
20:48 Европа поставила исторический рекорд благодаря коронавирусу
20:41 Составлен список лучших проектов за 10 лет правления Собянина в Москве
20:36 Девушка решила проверить парня и привела на первое свидание 23 родственника
20:29 Туристка прошлась полуголой по улицам Сочи и возмутила местных жителей
20:21 Назван средний размер платежа по ипотеке в России
19:46 Соловьев отреагировал на обвинения в работе на КГБ
Больше новостей
СегодняРоссия «Многие скрывают, что больны»Коронавирус становится заразнее, число заболевших быстро растет. Что ждет россиян в скором будущем?
20 октября 2020Россия Совок небесныйРоссияне мечтают возродить СССР. Кому выгоден миф о коммунистическом рае?
СегодняРоссия «Бессовестный народ из маменькиных сынков»Умер протоиерей Дмитрий Смирнов. Что он думал о мужчинах, женщинах, богатстве и атеистах?
20:03 Алиев сообщил о взятии 22 населенных пунктов в Нагорном Карабахе
20:28 Мэттью Макконахи растлили в 15 лет
20:14 Названо отличие между iPhone 12 для США и России
СегодняСиловые структуры «Не чувствуешь себя в безопасности даже дома»Россиянка годами шла по следам самых страшных маньяков страны. Они до сих пор на свободе
СегодняКультура «Ничего, *****, непонятно»Как сериал с Джудом Лоу про остров с сектантами вышел за рамки телевидения и смутил зрителей
19:56 Китай пригрозил отомстить Швеции за Huawei
20:20 Читатели раскритиковали лицо самой красивой женщины в мире на обложке Vogue
20:13 UFC открестился от россиянина за поддержку подростка-убийцы из Чечни
СегодняБывший СССР Революция по-быстромуКиргизы сменили власть за десять дней. Почему в республике так легко совершить переворот?
СегодняЦенности Не на шоу, а на смертьТрупы и косынки российских бабушек: что происходило на Неделе моды в Токио
20:13 Число преступлений с банковскими картами в России выросло на 500 процентов
19:09 Мужчина попытался покончить с собой возле офиса Зеленского
19:51 Стюардесса получила кулаком в лицо после замечания пассажирке и попала на видео
19 октября 2020Спорт «Выгнали — пошел могилы рыть»Советский штангист удивлял весь мир на Олимпиаде. Но, бросив спорт, трагически погиб от руки сына
20 октября 2020Интернет и СМИ «Они чувствуют себя совершенно безнаказанными»Крупнейшие соцсети в мире блокируют то, что им выгодно. Как заставить их считаться с пользователями?
20:00 Протестующие дали премьеру Таиланда три дня на отставку
18:44 В российском городе решили привлечь туристов с помощью лужи
18:22 В Европе наказали блогеров-клоунов за пранки с муляжами автомата Калашникова
СегодняМотор Как в Chevrolet научили кирпич (не) летатьИстория редкого Chevrolet Monte Carlo, созданного специально для гонок NASCAR
20 октября 2020Культура Не самый гуманныйПацифисты, Черные пантеры и полицейская дубинка: за что борется новый политический хит Netflix
19:47 Застройщика поймали на видеослежке за жильцами многоэтажки
19:52 Глава UFC раскрыл подробности второго боя Макгрегора и Порье
19:41 Отвергнутый ухажер бросил возлюбленную в глубокий колодец после первого свидания
20 октября 2020Мир 60 лет одиночестваСанкции США против Кубы — самые долгие в истории. За что Америка наказывает Остров свободы?
13 октября 2020Россия «Россия никогда не спивалась»Водка, мед и самогон: кто создал миф о пьяных русских
19:36 Украина отказалась от российских вакцин от коронавируса
19:38 Папа Римский впервые выступил за легализацию однополых союзов
19:18 Косметолог назвала способ избежать прыщей из-за защитной маски
20 октября 2020Мотор Суперкары Советского СоюзаВспоминаем героев далекого прошлого — от рекордных хот-родов до отечественной Shelby Cobra
16 октября 2020Россия Преображение столицыКак изменился архитектурный облик Москвы за 10 лет
19:29 Против допустившей изнасилование и убийство школьницы полицейской возбудили дело
19:00 Описан образ интеллигентного московского бомжа
19:17 Ребенок сорвал ролик матери и стал знаменитым
19 октября 2020Россия «Нам ваши дети не нужны»Стерилизация, угрозы и бесправие — как россиянок калечат в пансионатах для сирот
20 октября 2020Экономика Сбербанк начал выплату самых больших дивидендов в истории РоссииСумма отчислений составит 422 миллиарда рублей, половину получит федеральный бюджет
18:58 В России нашли массовое захоронение жертв нацистов
18:53 Россия согласилась на заморозку ядерного арсенала ради договора с США
18:53 Сотрудница полиции объяснила прогул выдуманным групповым изнасилованием
19 октября 2020Экономика За упокойИзвестные всему миру компании десятилетиями доминировали на рынке. Почему они потерпели крах?
Сегодня Партнерский материалНормально поднялисьКак потомки русских эмигрантов основали крупнейшую киностудию Голливуда
18:40 Дешевые часы Apple обожгли руки пользователей
18:40 14-летний школьник из Китая вырос до 221 сантиметра и продолжил расти
18:34 Россиянам назвали опасный из-за пандемии коронавируса погодный фактор
18 октября 2020Культура Универсальный шпагатКороль вертухи и легенда видеосалонов: Жан-Клоду Ван Дамму — 60 лет
19 октября 2020Интернет и СМИ «Работаем честно, с азартом и удовольствием»Жизнь и смерть главного телеканала России 2000-х: история НТВ
18:39 Олимпийская чемпионка попала в число самых сексуальных россиянок
18:23 Популярные браузеры оказались опасными из-за уязвимости
18:24 Санкции США против «Северного потока-2» ударят по сотне компаний
19 октября 2020Наука и техника Шахматы и разрушительные обстрелыУникальные снимки первых дней немецкой оккупации Украины
18 октября 2020Нацпроекты «Вышел на улицу — и умер»Россияне вдвое чаще европейцев гибнут от болезней сердца. Как их спасти?
18:06 Похожее на лох-несское чудовище существо в китайском озере попало на видео
18:08 Полицейские заставили россиянина поймать лосося и пошли под суд
18:06 Пашинян заявил об исчерпавшем все резервы Азербайджане
17:55 Серия «Форсаж» закроется после 11-го фильма
17:53 В РПЦ объяснили цель скандальных высказываний умершего протоиерея Смирнова
18:03 В России заработал сервис аренды Porsche
17:48 Михалков заявил об искренней преданности Путину
17:56 Путин назвал задачу номер один в борьбе с коронавирусом
17:40 Появилось видео битвы взглядов Нурмагомедова и Гейджи
17:49 Путин объяснил рост смертности пациентов с коронавирусом
17:38 Афганки захотели покинуть Афганистан и погибли