Сопротивление материалов.

1976 г. 608 стр. Рис.472. Табл.27.

Книга содержит теоретические выводы законов сопротивления материалов действию внешних сил, подкрепленные опытными данными. Наука о сопротивлении материалов является основой всех инженерных расчетов на прочность, деформируемость и устойчивость элементов конструкций.

В книге изучаются физико-механические свойства материалов, напряжения и деформации при растяжении, сдвиге, кручении, изгибе и при сложном сопротивлении прямых и кривых стержней. Изучаются законы устойчивости элементов конструкций, а также поведение материалов при действии динамических и переменных нагрузок.

Книга рассчитана на студентов очных и заочных политехнических, транспортных, строительных, гидротехнических, энергетических и механических втузов в качестве учебного пособия для самообразования.

ОГЛАВЛЕНИЕ.

Отдел 1.

ВВЕДЕНИЕ. РАСТЯЖЕНИЕ И СЖАТИЕ.

Глава 1. Введение.

• Задачи сопротивления материалов.
• Классификация сил, действующих на элементы конструкций.
• Понятие о деформациях и напряжениях.
• План решения основной задачи сопротивления материалов.
• Типы деформаций.

Глава 2. Напряжения и деформации при растяжении и сжатии в пределах упругости. Подбор сечений.

• Вычисление напряжений по площадкам, перпендикулярным к оси стержня.
• Допускаемые напряжения. Подбор сечей.
• Деформации при растяжении и сжатии. Закон Гука.
• Коэффициент поперечной деформации.

Глава 3. Экспериментальное изучение растяжение и сжатия различных материалов и основы выбора допускаемых напряжений.

• Диаграмма растяжения. Механические характеристики материала.
• Диаграмма напряжений.
• Истинная диаграмма растяжения.
• Диаграммы растяжения для пластичных и хрупких материалов.
• Характер разрушения при сжатии пластичных и хрупких материалов. Диаграмма сжатия.
• Сравнительная характеристика механических свойств пластичных и хрупких материалов.
• Основания для выбора коэффициента запаса прочности.
• Допускаемые напряжения на растяжение и сжатие для различных материалов.

Отдел 2.

СЛОЖНЫЕ СЛУЧАИ РАСТЯЖЕНИЯ И СЖАТИЯ.

Глава 4. Расчет статически неопределимых систем по допускаемым напряжениям.

• Статически неопределимые системы.
• Влияние неточностей изготовления на усилия в элементах статически неопределимых конструкций.
• Расчет на растяжение и сжатие стержней, состоящих из разнородных материалов.
• Напряжения, возникающие при изменении температуры.
• Одновременный учет различных факторов.
• Более сложные случаи статически неопределимых конструкций.

Глава 5. Учет собственного веса при растяжении и сжатии. Расчет гибких нитей.

• Подбор сечений с учетом собственного веса (при растяжении и сжатии).
• Деформации при действии собственного веса.
• Гибкие нити.

Глава 6. Сложное напряженное состояние. Напряжения и деформации.

• Напряжения по наклонным сечениям при осевом растяжении или сжатии (линейное напряженное состояние).
• Понятие о главных напряжениях. Виды напряженного состояния материала.
• Примеры плоского и объемного напряженных состояний. Расчет цилиндрического резервуара.
• Напряжения при плоском напряженном состоянии.
• Графическое определение напряжений (круг Мора).
• Нахождение главных напряжений при помощи круга.
• Напряжения при объемном напряженном состоянии.
• Деформации при сложном напряженном состоянии.
• Потенциальная энергия упругой деформации при сложном напряженном состоянии.
• Чистый сдвиг. Напряжения и деформации. Закон Гука. Потенциальная энергия.

Глава 7. Проверка прочности материала при сложном напряженном состоянии.

• Сопротивление разрушению. Отрыв и срез.
• Понятие о теориях прочности.
• Теории хрупкого разрушения (теории отрыва).
• Теории вязкого разрушения (теории среза).
• Расчетные напряжения по разным теориям прочности.
• Допускаемые напряжения при чистом сдвиге.

Отдел 3.

СДВИГ И КРУЧЕНИЕ.

Глава 8. Практические методы расчета на сдвиг.

• Расчет заклепочных и болтовых соединений.
• Расчет сварных соединений.

Глава 9. Кручение. Проверка прочности и жесткости скручиваемого стержня.

• Понятие о крутящем моменте.
• Вычисление моментов, передаваемых на вал.
• Определение напряжений при кручении вала круглого сечения.
• Вычисление полярных моментов инерции и моментов сопротивления сечения вала.
• Условие прочности при кручении.
• Деформация при кручении. Условие жесткости.
• Напряжения при кручении по сечениям, наклоненным к оси стержня.
• Потенциальная энергия при кручении.
• Напряжения и деформации в винтовых пружинах с малым шагом.
• Кручение стержней некруглого сечения.

Отдел 4.

ИЗГИБ. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ БАЛОК.

Глава 10. Внутренние силовые факторы при изгибе. Эпюры поперечных сил и изгибающих моментов.

Глава 11. Вычисление нормальных напряжений при изгибе и проверка прочности балок.

• Экспериментальное изучение работы материала при чистом изгибе.
• Вычисление нормальных напряжений при изгибе. Закон Гука и потенциальная энергия при изгибе.
• Применение полученных результатов к проверке прочности балок.

Глава 12. Вычисление моментов инерции плоских фигур.

• Вычисление моментов инерции и моментов сопротивления для простейших сечений.
• Общий способ вычисления моментов инерции сложных сечений.
• Зависимость между моментами инерции относительно параллельных осей, из которых одна – центральная.
• Зависимость между моментами инерции при повороте осей.
• Главные оси инерции и главные моменты инерции.
• Наибольшее и наименьшее значения центральных моментов инерции.
• Распространение формулы для вычисления нормальных напряжений на случай несимметричного сечения балки.
• Радиусы инерции. Понятие об эллипсе инерции.
• Проверка прочности, подбор сечения и определение допускаемой нагрузки при изгибе.

Глава 13. Касательные и главные напряжения в балках.

• Касательные напряжения в балке прямоугольного сечения.
• Касательные напряжения в балке двутаврового сечения.
• Касательные напряжения в балках круглого и кольцевого сечений.
• Проверка прочности по главным напряжениям.
• Направления главных напряжений.

Глава 14. Центр изгиба. Составные балки.

• Касательные напряжения, параллельные нейтральной оси. Понятие о центре изгиба.
• Клепаные и сварные балки.

Отдел 5.

ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В БАЛКАХ ПРИ ИЗГИБЕ.

Глава 15. Аналитический способ определения перемещений.

• Прогиб и поворот сечения балки.
• Дифференциальное уравнение изогнутой оси.
• Интегрирование дифференциального уравнения изогнутой оси балки, защемленной одним концом.
• Интегрирование дифференциального уравнения изогнутой оси балки на двух опорах.
• Метод уравнивания постоянных интегрирования дифференциальных уравнений при нескольких участках загружения балки.
• Метод начальных параметров при определении перемещений в балках.
• Балка на двух опорах, несимметрично загруженная силой.
• Интегрирование дифференциального уравнения для балки с шарниром.
• Сложение действия сил.
• Дифференциальные зависимости при изгибе.

Глава 16. Графоаналитический метод вычисления перемещений при изгибе.

• Графоаналитический метод.
• Примеры определения перемещений графоаналитическим методом.
• Графоаналитический метод при криволинейных эпюрах изгибающего момента.

Глава 17. Балки переменного сечения.

• Подбор сечений балок равного сопротивления.
• Практические примеры балок равного сопротивления.
• Определение перемещений в балках переменного сечения.

Отдел 6.

ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНЕРГИЯ. СТАТИЧЕСКИ НЕОПРЕДЕЛИМЫЕ БАЛКИ.

Глава 18. Применение понятия о потенциальной энергии к определению перемещений.

• Постановка вопроса.
• Потенциальная энергия в простейших случаях действия нагрузок.
• Потенциальная энергия при действии многих сил.
• Вычисление потенциальной энергии при изгибе через внутренние усилия.
• Теорема Кастильяно.
• Примеры приложения теоремы Кастильяно.
• Прием введения добавочной силы.
• Теорема о взаимности работ.
• Теорема Максвелла – Мора.
• Способ Верещагина.
• Определение перемещений в раме.
• Прогибы балок от действия поперечной силы.

Глава 19. Статически неопределимые балки.

• Общие понятия.
• Применение дифференциального уравнения изогнутой оси балки. К раскрытию статической неопределимости.
• Понятие о “лишней” неизвестной и об основной системе.
• Способ сравнения перемещений.
• Применение теоремы Кастильяно, теоремы мора и способа Верещагина.
• Пример расчета простейшей статически неопределимой рамы.
• Расчет неразрезных балок.
• Теорема о трех моментах.
• Пример применения теоремы о трех моментах.
• Неразрезные балки с консолями. Балки с защемленными концами.

Отдел 7.

СЛОЖЕНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ.

Глава 20. Косой изгиб.

• Основные понятия.
• Косой изгиб. Вычисление напряжений.
• Определение перемещений при косом изгибе.

Глава 21. Совместное действие изгиба и растяжения или сжатия.

• Изгиб балки при действии продольных и поперечных сил.
• Внецентренное сжатие или растяжение.
• Ядро сечения.

Глава 22. Совместное действие кручения и изгиба.

• Определение изгибающих и крутящих моментов.
• Определение напряжений и проверка прочности при изгибе с кручением.

Глава 23. Общий случай сложного сопротивления.

• Внутренние силовые факторы в сечении стержня в общем случае действия сил.
• Определение нормальных напряжений.
• Определение касательных напряжений.
• Определение перемещений.
• Расчет простейшего коленчатого стержня.

Глава 24. Кривые стержни.

Глава 25. Толстостенные и тонкостенные сосуды.

• Расчет толстостенных цилиндров.
• Напряжения в сферических толстостенных сосудах.
• Расчет тонкостенных сосудов.

Глава 26. Расчет по допускаемым нагрузкам. Понятие о расчете по предельным состояниям.

• Понятие о расчете по допускаемым нагрузкам. Применение к статически определимым системам.
• Расчет статически неопределимых систем при растяжении и сжатии по способу допускаемых нагрузок.
• Определение предельной грузоподъемности скручиваемого стержня.
• Подбор сечения балок по допускаемым нагрузкам.
• Расчет статически неопределимых балок по допускаемым нагрузкам. Общие понятия. Расчет двухпролетной балки.
• Расчет трехпролетной балки.
• Понятие о расчете по методу предельных состояний.

Отдел 8.

УСТОЙЧИВОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ.

Глава 27. Проверка сжатых стержней на устойчивость.

• Введение. Понятие об устойчивости формы сжатых стержней.
• Формула Эйлера для критической силы.
• Влияние способа закрепления концов стержня.
• Пределы применимости формулы Эйлера и построение полного графика критических напряжений.
• Проверка сжатых стержней на устойчивость.
• Выбор типа сечения и материала.
• Практическое значение проверки на устойчивость.

Глава 28. Более сложные вопросы проверки элементов конструкций на устойчивость.

• Устойчивость плоской формы изгиба балок.
• Расчет сжато-изогнутых стержней.
• Влияние эксцентриситета сжимающей силы и начальной кривизны стержня.

Отдел 9.

ДИНАМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ НАГРУЗОК.

Глава 29. Учет сил инерции. Напряжения при колебаниях.

• Введение.
• Вычисление напряжений при равноускоренном движении.
• Расчет вращающегося кольца (обод маховика).
• Напряжения в спарниках и шатунах.
• Вращающийся диск постоянной толщины.
• Диск равного сопротивления.
• Влияние резонанса на величину напряжений.
• Вычисление напряжений при колебаниях.
• Учет массы упругой системы при колебаниях.

Глава 30. Напряжения при ударе.

• Основные положения.
• Общий прием вычисления напряжений при ударе.
• Частные случаи вычисления напряжений и проверки прочности при ударе.
• Напряжения в стержнях переменного сечения при ударе.
• Практические выводы из полученных результатов.
• Учет массы упругой системы, испытывающей удар.
• Испытания на удар до разрушения. Ударная проба.
• Влияние различных факторов на результаты ударной пробы.

Глава 31. Проверка прочности материала при переменных напряжениях.

• Основные понятия о влиянии переменных напряжений на прочность материала.
• Циклические напряжения.
• Составление условия прочности при переменных напряжениях.
• Определение предела выносливости при симметричном цикле.
• Предел выносливости при несимметричном цикле.
• Местные напряжения.
• Влияние размеров детали и других факторов на величину предела выносливости.
• Практические примеры разрушения при переменных нагрузках. Механизм появления и развития трещин усталости.
• Назначение допускаемых напряжений.
• Проверка прочности при переменных напряжениях и сложном напряженном состоянии.
• Практические меры по борьбе с изломами усталости.

Глава 32. Основы расчетов на ползучесть.

• Влияние высоких температур на механические свойства металлов.
• Явление ползучести и релаксации.
• Кривые ползучести и релаксации.
• Основы расчетов на ползучесть.
• Примеры расчетов на ползучесть.

Приложение.