Схематизация на формата на основните конструктивни елементи.

Екипировката, с която се осъществява дадена технология или производствен процес, представлява съвкупност от материални тела, чиято форма, размери, материал и съчетание трябва да бъдат подбрани по такъв начин, че да създават подходяща безопасна, удобна и приятна работна среда. Проектантите и конструкторите, които обикновено създават тази екипировка, работят с математичен апарат, прякото приложение на който към всеки конретен обект би ангажирало голям ресурс на време и високо квалифициран труд. Дори при използване на съвременните средства за компютърна симулация е целесъобразно да се работи не с конкретните обекти, а с техните теоретични модели, които притежават само тези свойства на обекта, които са значими за изследвания процес. В техническата механика това са свойствата якост и деформативност, докато свойства като цвят, блясък, химичен състав и др. се пренебрегват.

Една от основните схематизации (опростявания), които се налагат при изграждане на теоретичния модел касаят геометрията на реалните обекти. Често тяхната форма се "заглажда", като се пренебрегват детайли, размерите на които са много по-малки от общите размери. Така формата на изделията се привежда към ограничен брой основни схеми, някои от които ще бъдат разгледани тук.

Фиг.1 (·)

Масивно тяло (фиг. 1)

Обекти, на които размерите в трите основни направления (дължина- l, ширина- b и височина- h) са съезмерими (от еднакъв порядък), се моделират като масивно тяло.

Да са съезмерими размерите означава, че ако дължината се дефинира в метри (например 10 м), то и ширината и височината трябва да са с размери, които е по-удобно да се дефинират в метри ( например 2 м, а не 0.002 км или 200 см). Ако единият размер е 2 см, нямя да да е удобно да се дефинира в метри - 0.02м, но тогава и обектът няма да се дефинира като масивно тяло. В общия случай един размер на масивното тяло може да бъде един-два пъти по-голям или по-малък от другите, но не по-вече.

С масивно тяло се моделират фундаментите (основите) на лабораторните плотове, машините, апаратите и другите елементи на производствените инсталации.

Фиг.2 (·)

Плочи и черупки

Обекти, единият размер (дебелината h) на които е много по-малък (десет и по-вече пъти) от другите два, се наричат плочи - фиг.2.

Поради това, че дебелината е моного по-малка от другите два размера, тя често се пренебрегва и плочата се изобразява само с повърхнината, която дели височината във всяко сечение на две равни части - средна повърхнина. При плочите тази повърхнина очевидно е равнина.

С плочи се моделират стените на апаратите, някои работни органи на машините, транспортните пътеки, свързващи отделните производствени сектори, стените и подовете на производствените помещения и др.

Фиг. 3

Обекти, единият размер (дебелината h) на които е много по-малък (десет и по-вече пъти) от другите два, но средната им повърхнина не е равнина, се наричат черупки - фиг.3.

С черупки се моделират стените на резервоари, реактори, котли, тръби с голям диаметър и някои работни органи на производствените инсталации,

Фиг.4 (·)

Греди и пръти (фиг. 4)

Обекти, единият размер на които (дължината l) е много по-голям от другите два (ширината b и височината h) се наричат греди или пръти.

Прътите са тела, които поемат сили само в двата си края. Силите задължително действат по оста на пръта (иначе няма да са в равновесие според първа аксиома) и го натоварват на опън (·) или на натиск (·).

Гредите са тела, които поемат сили без ограничения за направлението им по цялата си дължина. Такива сили ги натоварват на огъване (·).

Фиг. 5

Поради това, че два от размерите (ширина и височина) са много по-малки от дължината, при изобразяване на изчислителните схеми те често се пренебрегват, и гредите и прътите се изобразяват само с линии - фиг.5.

Фиг. 6

Обект на техническата механика са прътовите ферми (фиг.6),

Фиг. 7

простите греди (фиг.7),

Фиг.8 Фиг. 9

колоните (фиг.8), триставните рамки (фиг.9)

Фиг. 10

и непрекъснатите греди (фиг.10).

Фиг. 11

Според очертанието на оста, гредите могат да бъдат равнинни или пространствени - фиг.11,

Фиг. 12

криволинейни или праволинейни - фиг. 12.

Фиг. 13

Според напречното сечение гредите могат да бъдат с постоянно напречно сечение и с променливо напречно сечение - фиг.13.

(Спокойно! От всички тези обекти, ние ще се занимаваме по-нататък с най-простия случай - проста греда с праволинейна равнинна ос и постоянно напречно сечение)

Щтракнете тук, за да проследите моделиране на реален обект

Щтракнете тук, за да се върнете към учебния модул