Опір матеріалів

3.1 Основна задача опору матеріалів для спеціальності “Системи управління автоматики”

У програмі підготовки бакалавра будь-якої спеціальності передбачено вивчення науки про опір матеріалів, яка являє собою об'єднання теорії та практики розрахунків на міцність, жорсткість та стійкість елементів машин, приладів та споруд.

Міцність – це здатність деталей та механізмів виконувати не руйнуючись свої функції під дією зовнішнього навантаження. Під жорсткістю розуміють здатність деталей та механізмів протистояти зміні розмірів та форми при дії зовнішніх сил. При роботі деяких елементів механізмів (тонкі та довгі стержні при стиску, тонкостінні циліндричні конструкції в процесі закручування та ін.)під навантаженням вони можуть раптово втратити пружну рівновагу (стійкість), при цьому руйнування конструкції відбувається дуже швидко. Таким чином, під стійкістю будемо вважати здатність елементів конструкції зберігати стан пружної рівноваги під дією зовнішніх сил.

Нескінчену різноманітність твердих тіл за їх формою можна розділити на три групи:

1. Тіла, у яких всі три розміри є величинами одного порядку (рис. 3.1а). До числа таких тіл відносять масивні фундаменти споруд і машин, катки. Такі тіла називаються масивними.

2. Тіла, у яких два розміри суттєво більші третього (рис. 3.16). До таких тіл, що називаються пластинами або оболонками, відносяться фундаментні плити, стіни і дно чанів, тонкостінні резервуари, куполи споруд, мембрани тощо.

3. Тіла, у яких один розмір (довжина) значно більший двох інших (рис. 3.1в). До числа тіл третьої групи відносять вали, осі, балки, важелі, тяги і т.і. Такі тіла називаються брусом, стержнем, балкою, кабелем.

Основною задачею опору матеріалів для даної спеціальності є вивчення змін, що відбуваються в брусі під дією зовнішніх сил.

Що повинно задаватися? Перш за все — зовнішні сили, характер їх прикладання до стержня. Потім матеріал. Що є кінцевою метою розрахунків? Економічні і надійні розміри поперечного перерізу стержня. Довжина стержня, звичайно, відома за його службовим призначенням. Розміри поперечного перерізу стержня будуть економічними в тому випадку, якщо його площа буде мінімальна. Але розміри повинні бути надійними, тобто мати відповідний запас міцності, достатню жорсткість, необхідну гарантію від можливої втрати стійкості.