Основные характеристики и требования, предъявляемые к изделиям машиностроения. Критерии работоспособности

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Гомельский государственный технический университет

имени П.О. Сухого»

Кафедра “ Детали машин ”

А.Т. Бельский, Г.П. Тариков

Прикладная механика

Краткий курс лекций для студентов дневного и

Заочного отделений экономических специальностей

Гомель 2007

УДК 621.81.001.66 (075.8)

Бельский А.Т., Тариков Г.П.

Прикладная механика. Краткий курс лекций для студентов дневного и заочного отделений экономических специальностей. - Гомель: ГГТУ, 2006.-39 с.

Рецензент: доцент, к.т.н. Кульгейко М.П.

ISBN 5-217-00335-9

@ Гомельский государственный технический университет

имени П.О. Сухого, 2007.

Лекция 1. Общие сведения и основные понятия

Основные характеристики и требования, предъявляемые к изделиям машиностроения. Критерии работоспособности.

Все современные конструкции, машины, приборы и сооружения изготавливают или строят по заранее разработанным проектам. В проекте указываются все размеры элементов конструкций и деталей машин, необходимых для изготовления, их материалы, а также описание технологии. В процессе проектирования определяются размеры деталей, входящих в состав машины, которые зависят от ряда условий и обстоятельств, в том числе от свойств материала изделия и от предполагаемых внешних воздействий.

Любая машина или конструкция должна обладать надежностью при эксплуатации и быть экономичной.

Экономичность в значительной мере определяется расходом материала, применением менее дефицитных конструкционных материалов, возможностью изготовления деталей по наиболее прогрессивным технологиям. Надежность конструкции обеспечивается, если она сохраняет прочность, жесткость и устойчивость при гарантированной долговечности. Надежность и экономичность - противоречивые требования.

Прочность - это способность элемента конструкции сопротивляться разрушению при действии на нее внешних сил (нагрузок).

Жесткость - способность элемента конструкции сопротивляться деформации.

У стойчивость - свойство системы сохранять свое начальное равновесное положение при внешних воздействиях.

Долговечность конструкции состоит в ее способности сохранять необходимые для эксплуатации свойства в течение заранее предусмотренного отрезка времени.

Деформирование – свойство конструкции изменять свои геометрические размеры и форму под действием внешних сил.

Классификация внешних сил. Внешние силы, действующие на элемент конструкции, подразделяются на 3 группы: сосредоточенные силы, распределенные силы и объемные или массовые силы.

Сосредоточенные силы — силы, действующие на небольших участках поверхности детали (например, давление шарика шарикоподшипника на вал, давление колеса на рельсы и т.п.).

Распределенные силы приложены значительным участкам поверхности (например, давление пара в паропроводе, трубопроводе, котле, давление воздуха на крыло самолета и т.д.).

Объемные или массовые силы приложены каждой частице материала (например, силы тяжести, силы инерции).

Основные допущения. Предполагается, что все материалы обладают такими свойствами, что могут считаться:

Однородными называются материалы, которые имеют одинаковость свойств во всех точках тела.

Сплошными называются материалы, у которых непрерывно заполнен отведенный им объем.

Изотропными называются материалы, которые обладают во всех направлениях одинаковыми свойствами.

Анизотропными называются материалы, свойства которых в разных направлениях различны.

Деформируемыми. Деформируемостью называется свойство тел изменять свои начальные размеры и форму под действием внешней нагрузки.

Упругими. Упругостью называется свойство тел восстанавливать свои первоначальные форму и размеры после снятия нагрузки.

Помимо рассмотренных выше допущений вводится ряд гипотез, позволяющих значительно упростить расчет:

Принцип независимости действия сил (принцип суперпозиции): результат совместного воздействия нескольких сил равен сумме (алгебраической или геометрической) результатов воздействия каждой из них в отдельности.

Принцип Сен-Венана (принцип локальности): на достаточном удалении от места приложения нагрузки конкретный способ осуществления этой нагрузки можно не учитывать.

Гипотеза Бернулли (гипотеза плоских сечений): поперечные сечения бруса, плоские и нормальные к оси бруса до приложения к нему нагрузки, остаются плоскими и нормальными к его оси при действии нагрузки.