Что такое сопромат – Что такое сопромат

Что такое сопромат

Что такое сопромат
Сопромат – раздел механики, дисциплина, которую изучают в учебных заведениях с технической направленностью. Сопромат обладает специфической техникой расчетов, которые требуют аналитического мышления и пространственного воображения, поэтому с его помощью, можно решить задачи, с которыми не может справиться теоретическая механика.

Основы сопромата
Наука сопротивления материалов рассматривает методы расчётов материалов, изделий и конструкций на такие характерные качества как прочность, жесткость и устойчивость, при удовлетворении надежности, долговечности и экономичности. Для упрощения произношения, принято называть науку – сопромат.
Сопромат основывается на таких понятиях как: прочность, жесткость и устойчивость, напряжения, деформации, сложное сопротивление и внутренние усилия.
Прочностью называют, способность материала противодействовать приложенным нагрузкам не разрушаясь при этом.
Жесткость – способность материала при внешнем воздействии, сохранять геометрические размеры в допустимых пределах.

Устойчивостью называют способность сохранять стабильную форму и размещение при внешних воздействиях.
Когда на тело воздействует некая сила, тогда в теле возникают внутренние усилия, которые противодействуют этой силе. Если внешняя сила преобладает над внутренней, то происходит деформация тела. Различают деформацию угловую (поворот сечений), и линейную (удлинение, укорочение, сдвиг).
Для измерения деформаций в лабораторных условиях, служат разнообразные приборы: механические, оптико-механические, электрические и пневматические тензометры.
Применение сопромата
В основе сопромата лежат следующие науки: математика, физика, материаловедение, теоретическая механика. Применяется сопромат при проектировании строительных и машиностроительных конструкций, механизмов и изделий.
Прочность конструкций, при проектировании, определяется с помощью теории разрушения – науки, которая рассматривает условия, при которых материалы разрушаются под действием внешних нагрузок. В зависимости от условий и видов нагрузки большинство материалов может быть отнесено к хрупким, пластичным или обоим видам одновременно. В практических ситуациях, материалы четко относятся либо к хрупким, либо к пластичным.
Сопромат не относится к точным наукам, потому что формулы выводятся на основе предположений, как может повести себя тот или иной материал. При проектировании зданий и конструкций, все характеристики прочности материала определяются с неким запасом, потому что результаты, полученные с помощью дисциплины сопротивления материалов, имеют оценочный характер.
Сопротивление материалов является одной из самых сложных наук. Ее изучение требует повышенного внимания.

myremdom.ru

Что такое сопромат или сопротивление материалов?

Сопромат – это дисциплина о методах и способах расчета элементов конструкций на прочность, жесткость и устойчивость. Сопромат – это сокращенное название предмета «сопротивление материалов». Изучается этот предмет студентами вторых курсов, в основном, два семестра. После освоения таких дисциплин как математика, материаловедение, теоретическая механика. Особенно важно освоить перед изучением сопромата термех. Хоть и в теоретической механике все тела рассматриваются абсолютно твердыми телами, то есть никак не реагирующие на внешнее воздействие, в плане деформаций. Но все же важность представляет раздел статики. Без знаний статики не решить практически ни одной задачи по сопромату.

Зачем вообще нужен сопромат?

Ни одна строительная конструкция, будь это многоэтажный дом или мост, ни одна машина, механизм не обходится при проектировании без расчетов на прочность и жесткость. Конечно, сегодня инженеры, не будут рассчитывать, скажем, вращающуюся печь для обжига шлама методами, которые предлагает

сопромат. Хоть это и возможно. Но зачем если есть компьютер? Все расчеты производятся на ЭВМ, с помощью такого программного обеспечения как Nastran, ANSYS и им подобным. В основе этих программ лежит метод конечных элементов. Суть этого метода в том, что компьютер разбивает расчетную модель на много небольших участков и считает. Причем для каждого последующего участка входными данными является результат, полученный при расчете предыдущего участка. Расчет получается быстрым, а самое главное точным.

Зачем тогда спрашивается изучать сопромат студенту год, а может и полтора? Сопромат способствует пониманию тех процессов, которые происходят внутри нагруженных элементов строительных конструкций или деталей машин. Формирует представление о том, как более рационально спроектировать тот или иной элемент конструкции, чтобы он был максимально прочным при минимальном расходе материала, одновременно удовлетворял таким критериям как долговечность и надежность. Даже чтобы кнопки нажимать на компьютере, подобрать правильно расчетную схему, входные данные, а потом считать результат, выданный ЭВМ, проанализировать его, нужны знания сопромата.

Основные разделы в сопромате

1. Растяжение (сжатие) – это самый простой раздел, с него, как правило, студенты начинают знакомиться с сопроматом. Учатся строить первые эпюры внутренних усилий, подбирают рациональные размеры поперечных сечений для стержней центрально сжатых или растянутых. Проводят первые расчеты на прочность, жесткость, сравнивая допустимое перемещение с перемещением расчетным. Свои навыки, полученные на лекциях, студенты оттачивают на двух основных типах задач этого раздела. На центрально растянутых (сжатых) брусьях или стержневых системах.
2. Изгиб является самым популярным разделом в сопромате. У многих людей, когда-то изучавших сопромат, эта дисциплина ассоциируется с балками и эпюрами для них. Так как в ВУЗах в основном делается упор именно на этот раздел. 1/6 часть любого учебника по сопротивлению материалов приходится на изгиб, и это не случайно. Практически все элементы конструкций, в той или иной степени, работают на изгиб. Тем более понимание процессов происходящих при поперечном, его еще называют прямым, изгибе облегчает понимание процессов происходящих при более сложных видах сопротивления: косом изгибе, внецентренном растяжении (сжатии) и т.д.

При решении задач на изгиб приходится иметь дело, с вышеупомянутыми, балками, а также не менее интересными рамами. Для тех и других, обязательно строятся эпюры внутренних силовых факторов, а затем, обычно, проверяется, соблюдается ли условие прочности, если все размеры известны изначально или подбираются размеры из условия прочности. Это далеко не все, что предстоит делать с балками и рамами, это только самый популярный сценарий расчета. Также особое внимание уделяется методам определения перемещений поперечных сечений элементов работающих на изгиб. Перемещения при изгибе определяются несколько сложнее, чем при растяжении или кручении. Здесь поперечные сечения помимо того, что перемещаются вертикально, так еще и поворачивают на определенный угол, все это высчитываются несколькими способами, которые рассмотрены на этом сайте.

ssopromat.ru

Что такое сопромат

Сопромат (сопротивление материалов) – раздел механики, дисциплина, которую изучают в учебных заведениях с технической направленностью. Сопромат обладает специфической техникой расчетов, которые требуют аналитического мышления и пространственного воображения, поэтому с его помощью, можно решить задачи, с которыми не может справиться теоретическая механика.

Наука сопротивления материалов рассматривает методы расчётов материалов, изделий и конструкций на такие характерные качества как прочность, жесткость и устойчивость, при удовлетворении надежности, долговечности и экономичности. Для упрощения произношения, принято называть науку –

сопромат.

Сопромат основывается на таких понятиях как: прочность, жесткость и устойчивость, напряжения, деформации, сложное сопротивление и внутренние усилия.
Прочностью называют, способность материала противодействовать приложенным нагрузкам не разрушаясь при этом. 
Жесткость – способность материала при внешнем воздействии, сохранять геометрические размеры в допустимых пределах.
Устойчивостью называют способность сохранять стабильную форму равновесия при внешних воздействиях.
Когда на тело воздействует некая сила, тогда в теле возникают внутренние усилия, которые противодействуют этой силе.

В основе сопромата лежат следующие науки: математика, физика, материаловедение, теоретическая механика. Применяется сопромат

при проектировании строительных и машиностроительных конструкций, механизмов и деталей машин.
Сопромат не относится к абсолютно точным наукам, потому что формулы выводятся на основе предположений, как может повести себя тот или иной материал. При проектировании зданий и конструкций, все характеристики прочности материала определяются с неким запасом, потому что результаты, полученные с помощью дисциплины сопротивления материалов, в определенном смысле имеют оценочный характер.
Сопротивление материалов является одной из самых сложных наук. Ее изучение требует повышенного внимания и терпения.

sopromat.xyz

Наука о сопротивлении материалов — сопромат.

Сопротивление материалов



Наука о сопротивлении материалов

Наука о сопротивлении материалов возникла в эпоху Возрождения, когда развитие техники, строительства, торговли, мореплавания и военного дела потребовало научных обоснований, необходимых для постройки крупных объектов и сооружений, морских судов и других сложных конструкций.

Основоположником этой науки считают итальянского ученого Г. Галилея (1564-1642 гг.)

Как показывает практика, все части конструкций под действием нагрузок деформируются, т. е. изменяют свою форму и размеры, а в некоторых случаях происходит разрушение конструкций.

В этом плане показательна древняя китайская мудрость о вечности. Согласно легенде, китайские мудрецы так описывали понятие вечности своим ученикам:
«Если положить на берега Ганга огромную алмазную глыбу и раз в тысячелетие к этой глыбе будет прилетать ворон, чтобы почистить клюв, то время, через которое алмазная глыба сотрется о клюв ворона и превратится в песчинку, — всего лишь краткий миг, по сравнению с вечностью».
Тоже самое можно сказать и о деформируемости элементов конструкций. Какая бы прочная ни была конструкция, из каких бы прочнейших материалов она была бы создана, но даже крохотный комар, севший на массивную деталь, вызовет деформацию этой детали. Понятно, что эта деформация будет крайне ничтожной, но, тем не менее, она имеет место.

Сопротивление материалов есть наука о прочности и деформируемости материалов и элементов машин и сооружений.
Применяя способы и методы этой науки можно производить с достаточной степенью погрешности расчеты конструкций машин и объектов на прочность, жесткость и устойчивость.

Прочностью называется способность материала конструкций и их элементов сопротивляться действию внешних сил, не разрушаясь.
Расчеты на прочность дают возможность определить размеры и форму деталей конструкций, способные выдержать заданную нагрузку при наименьших затратах материалов.

Жесткость – способность тел или конструкций противостоять образованию деформаций.
Расчеты на жесткость позволяют определить размеры, материал и форму конструкций, при которых возникающие в результате нагрузок деформации не превысят допустимых величин и норм.

Под устойчивостью понимают способность конструкции сопротивляться усилиям, стремящимся вывести ее из исходного состояния равновесия.
Расчеты на устойчивость позволяют предотвратить внезапную потерю устойчивости конструкции и искривления ее элементов в результате приложения внешней нагрузки. Примером потери устойчивости может служить внезапное искривление длинного прямолинейного стержня при сильном сжатии его вдоль оси.



На практике в большинстве случаев приходится иметь дело с конструкциями сложной формы, но их можно представить состоящими из отдельных элементов, например, брусьев, пластин, оболочек или массивов.
Основным расчетным элементом в сопротивлении материалов является брус, т. е. тело, поперечные размеры которого малы по сравнению с длиной. Брусья бывают прямолинейными, криволинейными, постоянного и переменного сечения.
В зависимости от их назначения в конструкции брусья называют колоннами, балками, стержнями.

Плоское сечение, перпендикулярное оси прямолинейного бруса называют поперечным, сечение, параллельное оси прямолинейного бруса – продольным, остальные виды плоских сечений называют наклонными.

Кроме расчёта брусьев сопротивление материалов занимается расчетом пластин и оболочек, т. е. тел, имеющих малую толщину по сравнению с другими размерами (резервуары, трубы, обшивка судов и самолетов и т. п.). Тела, у которых все три измерения одинакового порядка называются массивами (фундаменты, станины станков и т. п.).

При деформации тела под действием внешних силовых факторов внутри него возникают силы упругости, которые препятствуют деформации и стремятся вернуть частицы тела в исходное положение. Появление сил упругости обусловлено существованием в теле внутренних сил молекулярного взаимодействия.
В сопротивлении материалов изучают деформации тел и возникающие при этих деформациях внутренние силовые факторы.

В зависимости от способности сохранять исходную форму под действием деформирующих сил различают пластичные и хрупкие тела.
Пластичные могут изменять в той или иной степени форму даже после снятия внешних нагрузок (остаточная деформация), хрупкие обладают малой пластичностью и способны сохранять исходную форму вплоть до разрушения из-за внешних нагрузок.

***

Материалы раздела «Сопротивление материалов»:

Методические рекомендации и контрольные задания для студентов заочных отделений технических и машиностроительных специальностей:

Примечание: Документы размещены в формате Word, и могут быть сохранены на компьютере или распечатаны на принтере.

Гипотезы и допущения




Правильные ответы на тестовые вопросы:
Тест №1    2-1-1-4-3       Тест №7    4-3-4-2-4
Тест №2    3-4-3-2-1       Тест №8    1-4-1-3-2
Тест №3    3-1-4-1-3       Тест №9    2-3-4-1-3
Тест №4    1-2-4-3-4       Тест №10   3-1-4-2-2
Тест №5    4-3-4-2-4       Тест №11   4-3-1-1-4
Тест №6    2-1-4-4-1       Тест №12   2-1-4-3-3

k-a-t.ru

Сопротивление разрушению под действием нагрузок

Что такое «Сопромат»?

Что Такое «Сопромат»? Сопромат

Сопромат представляет собой раздел механики деформируемого твердого тела. В сопромате изучается поведение простейших элементов машин и сооружений (а также материалов, из которых они сделаны), под действием нагрузок.

Сопромат дает теоретические основы расчета прочности, жесткости иустойчивости инженерных конструкций, будь то самолет, корабль, мост. Сопроматучит рассчитывать эти конструкции, а также определять их надежные размеры.

Основателем науки сопротивление материалов считается Галилео Галилей (1564 – 1642 гг.), который первым в своей книге «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки» (1638 г.), поставил вопрос о прочности тел и первым попытался дать на него ответ.

Сопротивление Разрушению Под Действием Нагрузок Сопромат

Сопротивление нагрузкам, которое лежит в основе всего курса сопромата, впервые дал английский ученый Роберт Гук (1635 – 1702 гг.): сопротивление разрушению возможно только за счет возникновения в теле внутренних сил. Если внутренние силы сумеют обеспечить сопротивление нагрузкам, уравновеситьвнешнюю нагрузку, то разрушение тела не произойдет

Внутренние силы

Внутренние Силы Сопромат

Под действием внешней нагрузки любое реальное твердое тело изменяет свои размеры и форму, или деформируется, при этом порождая внутренние силы, противодействующие деформациям.

Именно деформация (даже очень малая) и позволяет телу создать требуемую внутреннюю силу — силу противодействия внешним силам

Пример внутренних сил

Когда мы к концу веревки подвешиваем груз, веревка удлиняется. Удлинение приводит к возникновению внутри веревки внутренней силы, которая «тянет» камень вверх, удерживая его от падения (действие и противодействие (внутренняя сила) равны по величине и противоположны по направлению). Если внутренняя сила, обусловленная удлинением, не сможет уравновесить вес груза, то веревка порвется.

Упругая деформация

Упругая Деформация Сопромат

Деформация тела не является дефектом (если она не слишком велика с точки зрения цели, которой служит конструкция). Деформация является тем важным свойством конструкции, без которого она не смогла бы противодействоватьвнешней нагрузке.

Предположим, что тело не разрушилось под действием внешней нагрузки. Уменьшая нагрузку до нуля, благодаря внутренним силам будет уменьшаться деформация тела. Упругость — способность материала восстанавливать первоначальные размеры и форму после снятия нагрузки, а деформация называется упругой деформацией – часть деформации, которая исчезает при разгрузке. Тело абсолютно упругое, если оно полностью восстанавливает свои размеры и форму после снятия нагрузки.

Пластическая деформация

Пластическая Деформация Сопромат

Пластическая деформация – это часть деформации, которая не исчезает при разгрузке, а пластичность — способность материала сохранять деформацию.

Возникновение пластических деформаций связано с нарушением нормальной работы конструкции и поэтому пластические деформации считаются недопустимым.

Задачи сопромата: прочность, жесткость, устойчивость

Задачи Сопромата: Прочность, Жесткость, Устойчивость Сопромат

ПЕРВАЯ ЗАДАЧА СОПРОМАТА

Первая задача сопромата – это расчет элементов конструкции на прочность. Под нарушением прочности понимается не только разрушение конструкции, но и возникновение в ней больших пластических деформаций. Говоря о достаточной прочности конструкции, полагают, что прочность будет обеспечена не только при заданном значении нагрузки, но и при некотором увеличении нагрузки, то есть конструкция должна иметь определенный запас прочности.

ВТОРАЯ ЗАДАЧА СОПРОМАТА

Второй задачей сопромата стал расчет элементов конструкции на жесткость.

Жесткость – это способность конструкции (или материала) сопротивляться деформированию. Иногда деформация конструкции, отвечающей условию прочности, может воспрепятствовать нормальной ее эксплуатации. В этом случае говорят, что конструкция имеет недостаточную жесткость.

ТРЕТЬЯ ЗАДАЧА СОПРОМАТА

Третьей задачей сопромата является расчет устойчивости элементов конструкции.

Устойчивость – это способность конструкции сохранять положение равновесия, отвечающее действующей на нее нагрузке. Положение равновесия конструкции устойчиво в том случае, если, получив малое отклонение (возмущение) от этого положения равновесия, конструкция снова к нему возвращается.

Проблема устойчивости возникает, в частности, при расчете сжатых колонн. Может случиться так, что при критической нагрузке колонна, отвечающая иусловию прочности, и условию жесткости, внезапно изогнется (потеряет устойчивость). Это может привести к разрушению всей конструкции.

Таким образом, сопромат – это дисциплина, в которой даются теоретические основы расчета простейших элементов конструкции (как правило, стержней) напрочность, жесткость и устойчивость.

studfiles.net

Что такое сопромат? —

Инженерным работникам при проектировании машин и сооружений приходится выбирать для каждого элемента конструкции материал и размеры поперечных сечений так, чтобы этот элемент конструкции сопротивлялся действию внешних сил, не разрушаясь и не искажая свою форму (или искажая её в допустимых пределах). Иногда задача перед инженерами стоит иначе: нужно проверить достаточность поперечных сечений для уже спроектированной или существующей конструкции. Особое внимание всегда уделяется несущим конструкциям, так как именно они предназначены для восприятия нагрузок и различных силовых воздействий.

 

В некоторых случаях возникающие на практике вопросы насчет прочности или жесткости конструкции можно было бы решить просто: заложить такие размеры элементов конструкций и такие материалы, при которых прочность, устойчивость и жесткость уже не будет вызывать никаких сомнений. Однако, такая конструкция была бы весьма материалоёмкой и, следовательно, не экономичной. В других же случаях, например, для вращающихся элементов машин, такой подход в принципе неприемлем. Возникает вопрос: как выбрать форму и размеры поперечных сечений различных конструктивных элементов, чтобы в целом конструкция была экономичной, а её элементы сопротивлялись бы действию внешних сил?

 

Поэтому одной из обязательных дисциплин в техническом вузе является курс сопротивления материалов. Обычно студенты изучают его на втором курсе. Особенно углубленно изучают сопромат студенты, обучающиеся на строительных и машиностроительных специальностях.

 

Сопротивление материалов (сопромат) — это наука, в которой рассматриваются основные понятия, принципы и методы инженерного расчета отдельных элементов конструкций и некоторых простейших конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

 

Несмотря на то, что конструктивные элементы машин и сооружений довольно разнообразны, при инженерном расчете их сводят к небольшому числу основных форм: стержни (прямые и кривые), пластины и оболочки, массивные тела. В основном, в курсе сопромата изучаются методы расчета прямых стержней при их растяжении, сжатии, кручении и изгибе.

 

Сопротивление материалов, как наука, основывается и на теоретических, и на экспериментальных данных. Для построения теории сопротивления материалов был принят ряд гипотез.

 

Основные гипотезы теории сопротивления материалов следующие:

  • гипотеза о сплошности материала;
  • гипотеза об однородности и изотропности;
  • гипотеза о малой деформации;
  • гипотеза о совершенной упругости материала;
  • гипотеза о линейной зависимости между деформациями и нагрузками;
  • гипотеза плоских сечений.

В технических вузах курс сопромата изучают после курса теоретической механики (иногда — параллельно с ним).

 

Сопромат — дисциплина сложная. Её изучение обязательно сопровождается решением большого количества задач, выполнением расчетно-графической работы.

 

Большинство методов расчета, которые используют в курсе сопромата — приближенные. Курс сопромата — это подготовка к восприятию других, уточненных, методов расчета, которые углубленно изучаются в курсах «Строительная механика», «Теория упругости», «Механика разрушения», «Динамика сооружений» и других специальных курсах.

 

Похожие статьи:

www.odinostrov.ru

Что такое сопромат? —

Инженерным работникам при проектировании машин и сооружений приходится выбирать для каждого элемента конструкции материал и размеры поперечных сечений так, чтобы этот элемент конструкции сопротивлялся действию внешних сил, не разрушаясь и не искажая свою форму (или искажая её в допустимых пределах). Иногда задача перед инженерами стоит иначе: нужно проверить достаточность поперечных сечений для уже спроектированной или существующей конструкции. Особое внимание всегда уделяется несущим конструкциям, так как именно они предназначены для восприятия нагрузок и различных силовых воздействий.

 

В некоторых случаях возникающие на практике вопросы насчет прочности или жесткости конструкции можно было бы решить просто: заложить такие размеры элементов конструкций и такие материалы, при которых прочность, устойчивость и жесткость уже не будет вызывать никаких сомнений. Однако, такая конструкция была бы весьма материалоёмкой и, следовательно, не экономичной. В других же случаях, например, для вращающихся элементов машин, такой подход в принципе неприемлем. Возникает вопрос: как выбрать форму и размеры поперечных сечений различных конструктивных элементов, чтобы в целом конструкция была экономичной, а её элементы сопротивлялись бы действию внешних сил?

 

Поэтому одной из обязательных дисциплин в техническом вузе является курс сопротивления материалов. Обычно студенты изучают его на втором курсе. Особенно углубленно изучают сопромат студенты, обучающиеся на строительных и машиностроительных специальностях.

 

Сопротивление материалов (сопромат) — это наука, в которой рассматриваются основные понятия, принципы и методы инженерного расчета отдельных элементов конструкций и некоторых простейших конструкций на прочность, жесткость и устойчивость.

 

Несмотря на то, что конструктивные элементы машин и сооружений довольно разнообразны, при инженерном расчете их сводят к небольшому числу основных форм: стержни (прямые и кривые), пластины и оболочки, массивные тела. В основном, в курсе сопромата изучаются методы расчета прямых стержней при их растяжении, сжатии, кручении и изгибе.

 

Сопротивление материалов, как наука, основывается и на теоретических, и на экспериментальных данных. Для построения теории сопротивления материалов был принят ряд гипотез.

 

Основные гипотезы теории сопротивления материалов следующие:

  • гипотеза о сплошности материала;
  • гипотеза об однородности и изотропности;
  • гипотеза о малой деформации;
  • гипотеза о совершенной упругости материала;
  • гипотеза о линейной зависимости между деформациями и нагрузками;
  • гипотеза плоских сечений.

В технических вузах курс сопромата изучают после курса теоретической механики (иногда — параллельно с ним).

 

Сопромат — дисциплина сложная. Её изучение обязательно сопровождается решением большого количества задач, выполнением расчетно-графической работы.

 

Большинство методов расчета, которые используют в курсе сопромата — приближенные. Курс сопромата — это подготовка к восприятию других, уточненных, методов расчета, которые углубленно изучаются в курсах «Строительная механика», «Теория упругости», «Механика разрушения», «Динамика сооружений» и других специальных курсах.

 

Похожие статьи:

www.odinostrov.ru