Tugevusõpetus
Allikas: Vikipeedia
Tugevusõpetus on teaduse ja tehnika haru, mis käsitleb arvutusmeetodeid tüüpiliste konstruktsioonielementide piisava tugevuse ja jäikuse saavutamiseks võimalikult ökonoomsel viisil.
Kõik konstruktsioonid ehk tarindid (masinad, sõidukid, ehitised jne)koosnevad paljudest detailidest. Tarindi kasutamisel taluvad detailid paratamatult mitmesuguseid koormusi. Oma ülesande täitmiseks peavad nad olema 1. tugevad, s.t ei tohi puruneda 2. jäigad, s.t ei tohi liialt deformeeruda (muuta oma mõõtmeid ja kuju) 3. ökonoomsed, s.t küllaldane jäikus ja tugevus tuleb saavutada võimalikult väikese materjalikuluga.
Nende nõuete täitmiseks tehakse detailide konstrueerimisel arvutusi, mille metoodika esitatakse tugevusõpetuses.
Konstruktsioonide detaile liigitatakse mitmeti. Vastavalt detaili iseloomulike mõõtmete vahekorrale liigitatakse neid järgmiselt.
1. Massiivdetaili (joon. 1 a) kõik kolm mõõdet on sama suurusjärku.
2. Kooriku (joon. 1 b) üks mõõde on oluliselt väiksem kahest ülejäänust. Tasandilist koorikut nimetatakse plaadiks.
3. Varda (joon. 1 d) üks mõõde on oluliselt suurem kahest ülejäänust. Märgime kohe, et varrast kirjeldatakse ristlõike ja teljega (joonega, mis ühendab ristlõigete raskuskeskmeid).
Tugevusõpetus püüab hakkama saada lihtsa matemaatikaga, mis sunnib piirduma peamiselt varda tugevusprobleemidega. Nii nagu teisedki tehnikateadused, lihtsustab ja skematiseerib tugevusõpetus uuritavaid nähtusi. Jättes kõrvale tugevuse ja jäikuse seisukohalt väheolulised tegurid, kuid säilitades olulised, saadakse konstruktsiooni arvutusskeem.
Arvutuse objekt tugevusõpetuses on alati arvutusskeem. Näiteks joonisel 2 a kujutatud detaili arvutusskeemiks on otstarbekas võtta (jättes kõrvale omakaalu ja vöö mõju) koondjõuga koormatud jäiga toestusega silindriline varras. See arvutusskeem on esitatud joonisel 2 b telje ja ristlõike kuju ning nende mõõtmete kaudu. Tugevusõpetuses lihtsustatakse ka füüsikaliselt keerukaid omadusi. Olulise lihtsustusena loetakse aine detaili ulatuses pidevaks ning ühtlaseks.
