Машиностроительные материалы. Сопротивление материалов
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
1. Мощность
Мощность физическая величина, равная отношению работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.
Эффективная мощность, мощность двигателя, отдаваемая рабочей машине непосредственно или через силовую передачу. Различают полезную, полную и номинальную Э. м. двигателя. Полезной называют Э. м. двигателя за вычетом затрат мощности на приведение в действие вспомогательных агрегатов или механизмов, необходимых для его работы, но имеющих отдельный привод (не от двигателя непосредственно). ПолнаяЭ. м. мощность двигателя без вычета указанных затрат. НоминальнаяЭ. м., или просто номинальная мощность, Э. м., гарантированная заводом-изготовителем для определённых условий работы. В зависимости от типа и назначения двигателя устанавливаются Э. м., регламентируемые стандартами или техническими условиями (например, наибольшая мощность судового реверсивного двигателя при определённой частоте вращения коленчатого вала в случае заднего хода судна так называемая мощность заднего хода, наибольшая мощность авиационного двигателя при минимальном удельном расходе топлива так называемая крейсерская мощность и т.п.). Э. м. зависит от форсирования (интенсификации) рабочего процесса, размеров и механического кпд двигателя.
средняя мощность
мгновенная мощность
Так как работа является мерой изменения энергии, мощность можно определить также как скорость изменения энергии системы.
В системе СИ единицей измерения мощности является ватт, равный одному джоулю, делённому на секунду.
Другой распространённой единицей измерения мощности является лошадиная сила.
Соотношения между единицами мощности
ЕдиницыВткВтМВткгсм/сэрг/сл. с.1 ватт110-310-60,1021071,3610-31 киловатт103110-310210101,361 мегаватт106103110210310131,361031 килограмм-сила-метр в секунду9,819,8110-39,8110-619,811071,3310-21 эрг в секунду10-710-1010-131,0210-811,3610-101 лошадиная сила[2]735,5735,510-3735,510-6757,3551091
Если на движущееся тело действует сила, то эта сила совершает работу. Мощность в этом случае равна скалярному произведению вектора силы на вектор скорости, с которой движется тело:
F сила, v скорость, ? угол между вектором скорости и силы.
Электрическая мощность физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.
Приборы для измерения мощности
- Ваттметр
- Варметр
- Фазометр
2. Основные понятия: сопротивление материалов
Сопротивление материалов, наука о прочности и деформируемости элементов (деталей) сооружений и машин. Основные объекты изучения Сопротивление материалов стержни и пластины, для которых устанавливаются соответствующие методы расчёта на прочность, жёсткость и устойчивость при действии статических и динамических нагрузок. Сопротивление материалов базируется на законах и выводах теоретической механики, но, помимо этого, учитывает способность материалов деформироваться под действием внешних сил. Физико-механические характеристики (предел текучести, предел прочности, модуль упругости и т.п.), необходимые для оценки прочности и деформативности материалов, определяются при помощи испытательных машин и специальных измерительных приборов тензометров. При испытаниях обеспечиваются требуемые условия загружения и высокая точность измерения деформаций испытываемых образцов материалов. Наиболее характерно испытание на растяжение образцов, представляющих собой стержни круглого сечения или полосы с сечением в виде узкого прямоугольника. По результатам этих испытаний строится т. н. диаграмма растяжения-сжатия. Располагая диаграммой испытания и пользуясь разработанными в Сопротивление материалов методами расчёта, можно предсказать, как будет вести себя реальная конструкция, изготовленная из того же материала.
Основное содержание и методы сопротивление материалов. При деформации твёрдого тела под нагрузкой изменяется взаимное расположение его микрочастиц, вследствие чего в теле возникают внутренние напряжения. В Сопротивление материалов определяются наибольшие напряжения в элементах сооружений или деталях машин. Они сравниваются с нормативными величинами, т.е. с напряжениями, которые можно допустить, не опасаясь повреждения или разрушения этих элементов (деталей). Проверке подлежат также деформации тела и перемещения его отдельных точек. Помимо необходимой прочности, конструкция должна быть также устойчивой, т.е. обладать способностью при малых случайных кратковременных воздействиях, нарушающих её равновесие, лишь незначительно отклоняться от исходного состояния. Выполнение этого требования зависит от внешних сил, геометрии элемента (детали) и от физических констант материала.
Для расчёта элементов конструкций в Сопротивление материалов разрабатываются приближённые инженерные методы, использующие кинематические и статические гипотезы, которые в большинстве случаев оказываются достаточно близкими к действительности. При выводе расчётных формул для определения напряжений и перемещений производится схематизация рассчитываемого элемента сооружения, его опорных закреплений и действующей нагрузки, иначе говоря, создаётся расчётная схема (модель) объекта.
При построении общей теории расчёта в Сопротивление материалов рассматриваются т.н. идеализированные тела со свойствами, лишь приближённо отражающими поведение реа