Инженер начинается в шлоле

При работе сооружений и машин их части подвергаются действию внешних нагрузок. Плотина воспринимает давление воды и передает возникающие силы на фундамент. Сила тяги локомотива передается поезду через головку соединяющей их автосцепки. По характеру расположения в пространстве силы, действующие на конструкцию, делят на сосредоточенные и распределенные. Сосредоточенными называются силы, передающиеся на элемент конструкции через площадку, размеры которой очень малы по сравнению с размерами всего элемента. Например, давление колес локомотива на рельсы сосредоточено почти в точке. При расчетах для их упрощения сосредоточенные силы принимают приложенными в одной точке и измеряют их в единицах силы (тоннах, килограммах, ньютонах). Примером сосредоточенной силы может служить давление груза на крюк подъемного крана. Распределенными нагрузками называются силы, приложенные на протяжении некоторой длины или площадки конструкции. Распределенная нагрузка измеряется в единицах силы, отнесенных соответственно к длине или площади {кг/м; Н1м\ кг1мг\ Н/м2= Па). Если, например, на тележке, с платформой длиной 2 ми шириной 1,5 м перевозится 600 кг песка, насыпанного на платформе ровным слоем, то нагрузку на платформу считают равномерно распределенной. Она будет равна: 600 кг: (2×1,5) Л12=200 кг/м*=0,02 /сг/аиа=1962 Н/м"). Действие сосредоточенной и распределенной нагрузки многим хорошо известно и по собственному опыту. Если снег глубокий, то пешком по лесу не пройдешь — будешь глубоко проваливаться. Вес тела сосредоточен на малой площади подошв. Если же станешь на лыжи (да еще широкие, охотничьи), то можешь идти на них куда хочешь. Лыжи не дадут провалиться: ведь площадь их поверхности во много больше площади поверхности одной ступни; вес тела распределится по лыжам, а распределенная нагрузка в этом случае будет значительно меньше. Рассмотрим еще один пример. Многие ребята увлекаются катанием на коньках и игрой в хоккей. В сельской местности обычно катаются по льду рек и прудов. А лед коварен, и весной или осенью бывает немало случаев, когда лед не выдерживает юных спортсменов, и они проваливаются в воду. Нередко вслед за ними проваливаются и те, кто хочет оказать им помощь. А ведь достаточно проявить в этом случае элементарную грамотность и сообразительность, и беды можно избежать. Если под катающимся неожиданно начнет прогибаться или ломаться лед, то необходимо немедленно лечь и раскинуть руки и ноги. Таким образом нагрузка на лед (вес спортсмена) из сосредоточенной (на одном или двух коньках) превратится в распределенную — вес тела будет рассредоточен на большую поверхность льда. Меньшую распределенную нагрузку лед должен выдержать, и, следовательно, спортсмен останется на поверхности льда, а не уйдет под воду. Если же спортсмен все-таки провалится, то тот, кто пойдет к нему на помощь, должен оказывать ее технически грамотно, иначе и товарищу не поможет и сам погибнет. А такая грамотная помощь также заключается в том, чтобы рассредоточить свой вес на возможно большую площадь: приблизиться к полынье ползком или на лыжах, положить на лед широкую длинную доску, чтобы предельно уменьшить сосредоточенную нагрузку. По характеру действия нагрузки разделяют на статические, которые нагружают конструкцию постоянно, и динамические, которые действуют внезапно. Внезапно приложенные нагрузки передаются на сооружение мгновенно всей своей величиной (например, давление колес паровоза, входящего на мост). Ударные нагрузки возникают при ударе (например, молотком по зубилу или при ударе бабы копра о сваю). Повторно-переменные нагрузки действуют на элементы конструкции, повторяясь значительное число раз. Эти нагрузки вызывают усталость материала, которая может привести к его быстрому разрушению. Разрушающим действием усталости металла многие часто пользуются на практике: если надо, например, разрезать пру- ток или полоску металла, то ее достаточно только надрезать в нужном месте; затем несколько раз перегнуть в противоположные стороны. После этого на месте перегиба образуется трещина, и твердая заготовка переломится «от усталости».