Что такое сопромат

Сопротивление материалов — это наука, которая занимается расчетом на прочность, жесткость и устойчивость.

Всего три вопроса, но вот разнообразие этих расчетов очень широкое. Сопромат занимается, например расчетами на прочность при следующих видах деформаций:

• растяжении-сжатии
• изгибе
• кручении
• сдвиге
• срезе
• смятии
• сложное сопротивление (когда действует несколько деформаций одновременно)

После проверки элемента конструкции на прочность нужно провести расчет на жесткость.

Что изучает сопротивление материалов — видео урок

Видео урок в котором объясняется что изучает сопротивление материалов и о чем предмет сопротивление материалов:

Расчет на прочность

При расчете на прочность мы даем ответ вопрос: выдержит ли, не разрушится ли (сломается) наша конструкция, тело, объект.

Как видно из рисунков пластичные материалы, такие как медь, сталь при потере прочности меняют свои размеры значительно и еще говорят «текут» (за пределом текучести).

Хрупкие материалы, когда нагрузка превышает допустимую разрушаются в виде трещин. Это и характеризует хрупкие материалы.

Подробнее о прочности можно посмотреть видео по разрушению стального образца

Испытания стали на разрыв. Определение предела текучести, предела пропорциональности, предела прочности, а также упругих и пластичных деформаций

Расчет на жесткость

Дает ответ на второй вопрос:  не будет ли прогиб, растяжение-сжатие, или другой вид деформации слишком большим.

Конечно же не комфортно ходить по полу в доме, который прогибается под ногами. Или когда крыша над головой «висит». Это и есть не жесткая конструкция. Она прочная, выдерживает, не «ломается», но, при этом, не жесткая.

Итак расчет на жесткость проверяет существующее перемещение в конструкции (деформация изгиба, растяжения или сжатия, кручения и др) с допустимым изменением этой величины, например прогиба.

Если расчетная величина меньше допустимой — условие жесткости соблюдается.

Расчет на устойчивость

Расчет на устойчивость дает ответ на еще один вопрос. Часто, колонны, поддерживающие крыши, балконы и другие конструкции, бывают большой длины (высоты).

В механических конструкциях тоже встречаются различные стержни, которые тонкие и длинные. Так вот, это и есть гибкость, такое понятие, которое определяется двумя показателями — длинное и тонкое сечение.

Ну линейка, например (только длинная сантиметров на 100). Если к ней приложить нагрузку на сжатие, то увеличивая ее все больше и больше в определенный момент времени, она изогнется.

Это явление называют потеря устойчивости. Она еще не «сломалась» (т.е. условие прочности соблюдается), но уже не такая какой мы ее запроектировали в конструкции. А это и есть потеря устойчивости. Мы должны заранее предусмотреть и рассчитать.

Какие бывают виды деформации

В нашей жизни, в природе, в строительных конструкциях, машинах и механизмах внешние воздействия: ветер, собственный вес объекта, вес других предметов и объектов вызывают различные изменения, которые мы называем деформацией. А деформации, которые возникают, разделяют на соответствующие виды:

• растяжение — сжатие
• изгиб
• кручение

Есть и другие, но пока остановимся на том, что названо. Так вот определение изменения усилий, вызывающих эти деформации, построение графиков этих изменений — называют построением эпюр внутренних усилий. Об этом сняты видео в соответствующих разделах. Так например при изгибе строят эпюры изгибающих моментов M и поперечных сил Q. При растяжении сжатии — строят эпюры продольных сжимающих и растягивающих внутренних усилий N. Пример решения такой задачи, на построение эпюр приведен по ссылке выше. Ну и в задачах на кручение — строят эпюры крутящих моментов.