0.1. Предмет и задачи курса сопротивления материалов

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ И ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
0.1. Предмет и задачи курса сопротивления материалов
На детали машин и элементы сооружений действуют внешние нагрузки
во время их эксплуатации: например, на шатун автомобильного двигателя
действует давление газа в цилиндре, на пролетное строение автомобильного
моста действует вес транспортных средств, проезжающих через мост. Детали
машин и элементы сооружений должны выдерживать внешние воздействия, не
разрушаясь, не деформируясь чрезмерно и сохраняя состояние равновесия под
действием этих факторов; для чего детали машин и элементы сооружений
должны иметь необходимые размеры, устанавливаемые расчетом. Это расчетное обоснование обеспечивает курс сопротивления материалов. Проектирование любой машины и сооружения состоит из конструирования и расчета.
Сопротивление материалов – наука о прочности, жесткости и устойчивости деталей машин и элементов сооружений.
Прочность – способность конструкции сопротивляться действию внешних нагрузок и других факторов (изменений температуры, осадок опор, неточностей изготовления и т.д.), не разрушаясь.
Жесткость – способность конструкции сопротивляться различным факторам без чрезмерных деформаций, то есть таких деформаций, появление которых нарушает эксплуатационные функции конструкции.
Устойчивость – способность конструкции сохранять состояние первоначального равновесия под действием приложенных сил и различных факторов.
Необходимо обеспечить надежную эксплуатацию машин и сооружений в
течение длительного времени при действии на них различных нагрузок. Расчеты должны обеспечить экономичность конструкций. Требования надежности
и экономичности противоречивы. Для повышения надежности поперечные размеры конструктивных элементов, как правило, надо увеличивать, а для повышения экономичности эти размеры следует уменьшать, то есть уменьшить расход материала на конструкцию. Это противоречие является стимулом развития
науки о сопротивлении материалов.
Сопротивление материалов основывается на результатах экспериментов,
которые позволяют определить физико-механические характеристики материалов и проверить правильность расчетных теорий. Сопротивление материалов
является не только экспериментальной, но и теоретической наукой. При изучении какого-либо явления выделяют наиболее важные и существенные черты,
отвлекаясь от второстепенных, а затем, если нужно, учитывают и второстепенные факторы, то есть используют метод абстракций. Сопротивление материалов имеет свой математический аппарат, но не является чисто математической
дисциплиной.
Курс сопротивления материалов базируется на ряде учебных дисциплин.
Из математики в сопротивлении материалов используются элементы дифференциального и интегрального исчисления, начала векторной и линейной алгебры,
аналитическая геометрия, сведения из теории рядов, дифференциальные уравнения, элементы математической статистики и теории вероятностей. Из физики
Сопротивление материалов, ОИД
Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ И ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
используются разделы: механика, оптика, электричество, магнетизм, теплота и
т.д. при изучении теории курса и теории лабораторных работ. В значительной
степени применяются сведения из теоретической механики (статика, кинематика, динамика, включая теорию колебаний). Для оформления полученных результатов и их анализа необходимо иметь представления из начертательной
геометрии и уметь чертить (инженерное черчение). Для изучения физико-химических свойств материалов и при создании материалов с наперед заданными
свойствами используется прикладная химия. Для расчета сложных конструкций
применяются компьютеры (необходимы знания по ЭВМ, информатике, программированию).
Сопротивление материалов используется в ряде последующих курсов:
детали машин, метрология и нормирование точности, расчеты на прочность машин, строительная механика машин, сооружений и т.п., строительные конструкции и т.д. Сопротивление материалов решает задачи, во многом сходные с
теми, которые являются предметом механики сплошной среды, теории упругости, пластичности и ползучести, но в сопротивлении материалов математический аппарат проще и задачи решаются приближенно.
Сопротивление материалов, ОИД