1. Вступление.

1.1. Для кого этот курс лекций

Это краткий курс лекций по сопротивлению материалов для тех, кто хочет освежить свои знания полученные в техническом Вузе или для тех кому интересно с нуля изучить эту дисциплину самостоятельно. Особенность курса - он ориентирован на строительные специальности (написан для специальности Промышленное и гражданское строительство) но может быть полезен и для других направлений.

1.2. Базовые знания, необходимые для изучения данной лекции

Достаточно обычных школьных знаний математики и физики. Данный курс лекций написан преимущественно для студентов строительных специальностей

1.3. Что изучает сопротивление материалов

Сопротивление материалов изучает инженерные расчеты на прочность, жесткость и устойчивость элементов машин, зданий и сооружений. Ключевыми словами здесь являются "инженерные" - более точные расчеты изучаются в курсе "Теории упругости" и не только, и "элементов". Сопротивление материалов изучает расчеты элементов конструкций. Расчет конструкций изучает Строительная механика. Это все условные разделения, например, в некоторых источниках дисциплина Сопротивление материалов значится как раздел Строительной механики. В программах для различных специальностей, например, расчет плоских рам может быть как в составе курса Сопротивления материалов, так и в составе курса Строительной механики. В данном курсе ограничимся инженерными расчетами элементов конструкций.

1.4. Зачем нужно изучать сопротивление материалов? Сопротивление материалов является одной из фундаментальных дисциплин инженерного образования, это одна из дисциплин формирующих инженерное мышление человека. Не смотря на распространение в настоящее время программных расчетных комплексов студентам инженерных специальностей необходимо изучать фундаментальные инженерные дисциплины. Это можно сравнить с необходимостью уметь читать и писать для пользователя компьютера. Как без умения читать и писать невозможно полноценно пользоваться компьютером, так и без знаний фундаментальных инженерных дисциплин невозможно грамотно создавать расчетные схемы в программных комплексах и корректно толковать в них результаты расчета. Даже если будущий инженер в своей будущей деятельности будет заниматься преимущественно конструированием, все равно эти знания необходимы для понимания принципов работы элементов конструкций.

1.5. Как связано сопротивление материалов с другими дисциплинами?

Для изучения сопротивления материалов необходимы знания по следующим дисциплинам:

• Математика (достаточно объема знаний изучаемого в школьном курсе, в идеале не помешают знания в рамках программы технического ВУЗа)
• Физика (достаточно объема знаний изучаемого в школьном курсе, в идеале не помешают знания в рамках программы технического ВУЗа)
• Теоретическая механика (в объеме раздела статика для корректного определения опорных реакций)

2. Конструкции

Машины, самолеты, здания и сооружения - это все примеры конструкций. Приведенными примерами перечень конструкций не ограничивается.

3. Элемент конструкции. Типы элементов констукций.

Для изумения напряженно-деформированного состояния конструкций их можно условно разделить на элементы:

• Стержни (обычные и тонкостенные, на рисунке показан обычный стержень). По умолчанию в данном курсе будем рассматривать обычные стержни. У обычных стержней размеры поперечного сечения малы по сравнению с его длиной. Это одномерные элементы.
• Пластины. Срединная поверхность пластины является плоской фигурой, толщина пластины мала по сравнению с ее размерами в плане. Это двумерные элементы.
• Оболочки. Срединная поверхность оболочки криволинейна, в отличие от пластины. Толщина оболочки мала по сравнению с ее размерами в плане. Это так же двумерные элементы.
• Элементы массива. Габаритные размеры элемента массива одного порядка. А это уже трехмерные элементы.

Размерность элементов важна для формирования расчетной схемы. В данном курсе будем изучать напряженно-деформированное состояние стержневых элементов (обычных).

4. Задачи и методы сопротивления материалов

• Расчет на прочность позволяет определять такие поперечные размеры элементов конструкций, при которых конструкция не разрушится при воздействии заданной нагрузки.
• Расчет на жесткость позволяет находить деформации элементов при нагружении и определять такие их поперечные размеры, при которых деформации не превышают заданных величин.
• Расчет на устойчивость дает возможность предотвратить потерю равновесия первоначальной формы элемента.

5. Основные понятия и гипотезы используемые в курсе Сопротивления материалов

5.1 Понятия

5.2 Гипотезы

• О сплошности материала. Полагают, что материал полностью заполняет объем тела. Теория о дискретности строения материала во внимание не принимается.
• Об однородности и изотропности материала. Материал предполагается однородным и изотропным.
• О малости деформаций. Деформации малы по сравнению с размерами элементов. Это позволяет составлять уравнения статики для недеформированной системы.
• О совершенной упругости материала. Тела предполагаются абсолютно упругими. Реальные тела упруги до определенного значения приложенной нагрузки.
• О линейной зависимости между напряжениями и деформациями. При определенной нагрузке справедлив закон Гука, согласно которому существует пропорциональная зависимость между нагрузкой и деформацией.

6. Виды нагрузок

• Сосредоточенные силы выделяются малой площадью воздействия, которая рассматривается как точка. Например:

• Распределенные (по линии) нагрузки так же выделяются малой площадью воздействия, которая рассматривается как отрезок. Например:

• Распределенная по поверхности нагрузка. Например:

продолжение здесь. При использовании материалов сайта ссылка на источник обязательна