Схематизация формы физических объектов
В ряде случаев форма конкретного элемента конструкции либо детали может быть сложной. Ее упрощение путем принятия модели формы дает возможность проведения прочностного анализа. Наиболее часто в качестве моделей формы используют брусья, стержни, балки, валы, пластины, оболочки, тела. Брус — это твердое тело, у которого один размер (длина) значительно больше двух других (толщины и ширины). Геометрически брус получается перемещением плоской фигуры поперечного сечения вдоль своей оси (рис. 1.1а). Брусья могут иметь постоянное или переменное сечение, прямолинейную или криволинейную ось (колонны, балки перекрытий, оси и валы машин и механизмов и т.п.). Стержнем называется брус, который нагружается силами растяжения либо сжатия. Совокупность стержней, соединенных шарнирами образует ферменную конструкцию. Балкой называется брус, нагруженный в основном изгибающими нагрузками. Совокупность балок, жестко соединенных между собой называется рамой. Под валом обычно понимается брус круглого поперечного сечения, испытывающий скручивающие и изгибающие нагрузки. Пластина — тело, образованное двумя плоскостями, где толщина существенно меньше других размеров. Примеры пластин: плоские днища, крышки баков, перекрытия различного вида. Пластина — частный случай оболочки (рис. 1.1 б). Оболочка — это конструкция, у которой один размер (толщина) значительно меньше двух других (рис. l.le). К оболочкам можно отнести корпуса ракет, самолетов, котлы, тонкостенные резервуары, топливные баки и т.п. Тело — это объект (или массив), у которого все три характерных размера соизмеримы. г приведен пример массивного тела (бетонная опора моста).