Сопротивление материалов, определение наук

Коротко можно сформулировать определение науки о сопротивлении материалов следующим образом сопротивление материалов есть наука, изучающая деформации упругих тел под действием внешних сил с целью установления элементарных расчетных приемов для исследования прочности, жесткости и устойчивости элементов конструкций и сооружений. [c.4]

Основной задачей науки о сопротивлении материалов является разработка методов расчета надежных и наиболее экономичных в отношении веса и размеров различных элементов сооружений и машин. Прежде чем перейти к конкретному рассмотрению этих методов расчета, познакомимся с основными понятиями и определениями, с которыми придется встречаться при изучении материала данного раздела, [c.122]

В учебнике освещены основные вопросы сопротивления материалов, отражающие современный уровень науки и техники. Достаточно подробно изложены общие методы определения перемещении и метод сил, вопросы упругих колебаний, расчеты при действии повтор ю-переменных и ударных нагрузок. Приведены элементы теории тонкостенных оболочек, дано большое количество детально разобранных примеров. Обновлен и дополнен материал по методам расчетов. Дополнены также справочные данные. [c.2]

В соответствии с новыми учебными планами инженерной подготовки по курсу сопротивления материалов, который изучается в два семестра, предусмотрен один итоговый экзамен по завершении его изучения. В процессе подготовки к этому экзамену студент должен за ограниченное время систематизировать значительный объем учебного материала, что представляется весьма непростой задачей. Настоящее пособие призвано помочь студентам, завершающим изучение науки о прочности, решить эту проблему. Оно состоит из четырех разделов, каждый из которых служит вполне определенной четко поставленной цели. [c.3]

Наука о сопротивлении материалов опирается на законы теоретической механики, в которой тела полагались абсолютно жесткими, т. е. не способными деформироваться. Пользуясь рассмотренным в теоретической механике принципом отвердевания, в сопротивлении материалов мы будем применять к деформированным телам условия равновесия статики для определения реакций связей и для определения действующих в сечениях деталей внутренних сил. [c.178]

Прочность и жесткость требуют пристального внимания, качественных оценок и определенной количественной меры. Их изучением занимается наука, называемая механикой твердого деформируемого тела, а учебная дисциплина, вводящая учащегося в мир инженерных расчетов на прочность и жесткость, носит название сопротивление материалов. К механике твердого деформируемого тела относятся и другие дисциплины, среди которых необходимо в первую очередь назвать теорию упругости. [c.10]

После сказанного можно дать следующее определение сопротивление материалов — наука, методами которой находятся размеры и формы элементов систем, обеспечивающие им прочность, жесткость и устойчивость при наименьшем количестве материала, идущего на изготовление. [c.7]

Задачами точного определения деформаций и напряжений занимается наука, называемая теорией упругости. В теории упругости приходится пользоваться строгими математическими методами. В практике же при расчете, частей машин и сооружений часто не требуется слишком большой точности точность должна быть только достаточной, но методы расчета должны быть настолько про отыми, чтобы их легко можно было применять. Поэтому прц расчете машин и сооружений обычно применяют методы сопротивления материалов, которые значительно более просты, чем методы теории упругости, и дают достаточно точные результаты. Однако, встречаются и задачи, решаемые только методами теории упругости, например, определение напряжений в шариках или роликах подшипника. Упрощение расчетных методов в сопротивлении материалов достигается благодаря введению некоторых допущений. [c.17]

Конечная цель науки о сопротивлении материалов — это (путем расчетов на прочность, жесткость и устойчивость) определение размеров элементов конструкции, обеспечивающих ее работоспособность при минимальной затрате материалов. В своей теоретической части сопротивление материалов опирается на законы и теоремы теоретической механики и математики, в практической же части широко использует результаты, получаемые при испытаниях конкретных материалов. [c.121]

Методики предотвращения разрушений, связанные с торможением уже возникших трещин, разрабатываются в настоящее время для многих деталей и частей конструкций, испытывающих при работе различные нагрузки. Достаточно, например, назвать такую область науки о сопротивлении материалов, как линейная механика разрушения, основной задачей которой является определение возможностей материала тормозить рост трещины, [c.5]

Созданные к настоящему времени методы позволяют рассчитывать по предельному числу циклов относительно простые детали машин вал, шатун, плунжер —элементы, сходные по форме со стандартными образцами. Что же касается расчета сложных конструкций, тина самолетных, когда требуется обеспечить работоспособность не по предельному числу циклов,, а по определенному ресурсу, то эти задачи находятся в таком разрыве с теорией, излагаемой в курсе сопротивления материалов, что образуют вполне самостоятельную науку. [c.96]

Все остальное для конструктора — производные от этих наук. Возьмем, к примеру, в сопротивлении материалов задачу определения линии прогиба балок, а в строительной механике — задачи о фермах. А ведь в работе И, Подольского Универсальная формула упругой линии балки (ОНТИ, 1936) одной формулой [c.19]

Современная теория механизмов опирается не на правила и приемы, полученные эмпирическим путем наоборот, в настоящее время удалось разработать ее теоретические основы и получить ряд практически пригодных методов, которые опираются главным образом на основные геометрические положения. Для науки о синтезе механизмов естественно искать методы решения задач при помощи геометрии, в противоположность науке о теплоте, теории обтекания, сопротивлению материалов, теории колебаний, в которых используются главным образом дифференциальные уравнения. Графические методы, применяемые для нахождения скоростей и ускорений, а также для определения геометрических мест шарнирных точек и размеров звеньев механизма, оказались очень удобными для конструкторов и способствовали тому, что за последние годы научные методы в области синтеза механизмов получили широкое применение на практике. [c.11]

Классическая теория упругости сохраняет свое почетное место в науке о поведении деформируемого твердого тела. Ее исходные определения являются общими для всех разделов этой науки, а методы постановки и решения задач служат для нее образцами. Успехи и завоевания теорий пластичности, ползучести, упруго-вязкой среды, разрушения твердых тел не заслоняют значения методов теории упругости для обоснования приемов расчета напряженного состояния в строительных сооружениях и машинах, составляюш,их суш,ественную часть наук о сопротивлении материалов и строительной механики. [c.11]

Здесь приводятся общие определения и аксиомы (гипотезы), на которых строится наука сопротивление материалов . На них основано изложение теоретического материала, приведенного в каждой из глав основной части задачника. Причем полагаются известными такие понятия теоретической механики как сила масса температура перемещение материальной точки а также аксиома об абсолютности времени. [c.582]

Предлагаемая читателю книга касается общих идей науки, которую принято называть механикой деформируемого твердого тела, от термин, быть может, и не столь распространенный, объединяет такие понятия, как сопротивление материалов, теория упругости и пластичности, теория вязкоупругости (или наследственной упругости, если следовать определению, данному известным итальянским математиком Вито Вольтерра), теория ползучести и другие разделы, а со сравнительно недавнего времени — и механику разрушения. [c.7]

Расчет деталей машин на прочность при ударной нагрузке связан, с одной стороны, с определением возникающих при ударе напряжений, с другой — с установлением свойств материалов при ударном нагружении. Решение первой из этих задач относится к области сопротивления материалов и смежных наук, второй — в основном к области материаловедения. [c.475]

Определение напряжений и деформаций при ударе — одна из наиболее сложных задач сопротивления материалов и смежных наук — теории упругости и теории пластичности, которая еще далека от своего окончательного решения. Здесь будет рассмотрен лишь наиболее простой и весьма приближенный метод расчета на удар, базирующийся на следующих основных допущениях [c.475]

Все эти вопросы, относящиеся к определению деформаций и напряжений под действием внешних сил и к расчету на прочность элементов машин и сооружений, рассматриваются в науке называемой сопротивлением материалов. [c.288]

Исторически создание основ науки о прочности — сопротивления материалов в семнадцатом и восемнадцатом веках может быть отмечено обнародованием закона Гука (1660 г.), уравнения изогнутого бруска (Яков Бернулли в 1705 г.), теории продольного изгиба стержня (Эйлер, 1744 г.), теории сдвига и кручения валов (Кулон, 1776—1787 г.), определения видов деформации и понятия о модуле упругости (Юнг, начало XIX в.). [c.13]

Важнейшим вопросом, которым занимается наука о сопротивлении материалов, является вопрос о прочности материалов. Чтобы оценить опасное для прочности состояние элемента конструкции, необходимо уметь находить предельное по прочности (или жесткости) напряжение в любом сложном напряженном состоянии элемента. Эта задача решается с помощью так называемой теории прочности, которая устанавливает решающие факторы опасного для прочности состояния материала. Та или иная теория прочности на основе определенных предпосылок указывает, когда же наступает опасное состояние материала, и дает общее аналитическое условие, связывающее предельное напряжение по прочности и наибольшее действующее в детали напряжение. При этом, используя поведение материала при простейших испытаниях в условиях главным образом линейного напряженного состояния (отчасти плоского — при сдвиге и кручении и объемного — при гидростатическом давлении), получают расчетное соотношение, из которого и находят предельное напряжение для любого сложного напряженного состояния детали. [c.61]

Экспериментальные методы определения деформаций и напряжений занимают большое место в науке о сопротивлении материалов. Экспериментальным путем определяют физико-механические характеристики материалов (характеристики прочности, упругости и пластичности) проверяют полученные аналитическим путем решения и принятые в расчетах гипотезы и находят напряженное и деформированное состояние конструкций в тех случаях, когда аналитическое решение задачи из-за трудностей математического характера оказывается слишком громоздким или совсем невозможным. [c.124]

Совокупность теоретических исследований и экспериментальных приёмов определения прочности строительных материалов и составляет предмет науки о сопротивлении материалов. [c.9]

Новая система справочной информации для определения расчетных характеристик сопротивления усталости / Когаев В. П., Бойцов Б. В.— В кн. Механическая усталость металлов Материалы VI Междунар. коллоквиума. Киев Наук. думка, 1983, с. 309—314. [c.434]

Изучение явлений хрупкого разрушения материалов стало особо актуальным в связи с фактами разрушения крупных конструкций именно по хрупкому механизму (путем распространения трещины), несмотря на то что условия их прочности в рамках классических подходов (по упругому или пластическому состоянию) были удовлетворены. Эти факты привели к созданию методов и средств определения сопротивления конструкционных материалов хрупкому разрушению, а также к разработке теории прогнозирования работоспособности тел (элементов конструкций), ослабленных дефектами типа трещин. Результаты исследований и рекомендаций в этой области науки о прочности материалов и конструкций составляют теперь ее новую ветвь — механику хрупкого разрушения. Усилиями многих ученых уже достигнут значительный прогресс как в области теоретических трактовок и количественного описания явлений хрупкого разрушения, так и в области инженерных приложений теоретических результатов. [c.6]

В древности и в средние века эти задачи решались методом проб и ошибок, что вело к многочисленным авари.ям и человеческим жертвам. Первые попытки обоснованного научного решения задачи прочности конструкционного элемента совпадают по времени с эпохой великих географических открытий XV—XVII вв. и обусловлены необходимостью создания судов значительной грузоподъемности. Именно к этому периоду относятся опыты Леонардо да Винчи по определению прочности проволок и канатов. Однако основоположником сопротивления материалов как науки принято считать великого итальянца Г. Галилея, который поставил серию специальных экспериментов по оценке прочности изгибаемых деревянных брусьев в зависимости от соотношения размеров и сделал попытку их теоретического осмысления. [c.8]

В связи с этим первое издание подверглось большой переработке и существенным дополнениям. Наряду с использованием значительной части задач предыдущего издания в сборник включено на основе опыта советской школы известное количество новых задач. Кроме того, авторы сочли необходимым пополнить сборник новыми разделами, отражающими развитие науки о сопротивлении материалов за последние годы. В частности, введены такие разделы расчет статически неопределимых систем по допускаемым нагрузкам расчет толкостенных стержней расчет элементов конструкций и машин на ползучесть определение деформаций и расчет статически неопределимых балок по методу начальных параметров. [c.5]

Прочность и жесткость требуют пристального внимания, качественных оценок и определенной количественной меры. Их изучением занимается наука, называемая механикой твердого тела, а учебная дисциплина, вводяш,ая учаш,егося в мир инженерных расчетов на прочность и жесткость, носит название сопротивления материалов. Сопротивление материалов является составной частью механики твердого тела, но не единственной. К механике твердого тела относятся и другие дисциплины, среди которых необходимо в первую очередь назвать математическую теорию упругости, где рассматриваются во многом те же вопросы, что и в сопротивлении материалов, но в ином аспекте. [c.9]

С абстракцией абсолютно твердое тело мы встречаемся в тех явлениях, для которых масса, форма и размеры тела существенны, но изменения формы - деформации настолько малы, что ими можно пренебречь. На такой абстракции основана вся аэрогидромеханика, так как аэро- и гидродинамические силы весьма чувствительны к размерам и форме самолетов, кораблей и подводных лодок. Следовательно, самолеты и корабли должны быть настолько жесткими, чтобы неизбежно возникающие при их движении деформации вследствие своей малости не влияли существенно на аэродинамические силы, например на лобовое сопротивление или подъемную силу самолета. Таким же образом при определении реакций опор (противодействий) на жесткие балки в строительной практике можно пренебречь малыми деформациями, прогибами. Но всякая абстракция по самой своей сути конкретна, т. е. она относится к определенному кругу явлений и не может автоматически переноситься на явления другого порядка. Например, при изучении внутренних сил в жестких балках, при изучении вопросов прочности нужно строго учитывать те малые деформации, которыми мы пренебрегаем при определении внешних сил - реакций опор. Наука сопротивления материалов так и поступает. Используя методы статики абсолютно твердого тела, определяют внешние силы, а затем изучают внутренние силы и дефор-мащ1и и их связь под действием уже известных внешних сил. Таким образом, задачи сопротивления материалов, как правило, вклю- [c.5]

Предлагаемая вниманию читателей книга освещает различные методы решения задач механики деформируемого твердого тела. Для иллюстрации возможностей методов выбраны задачи статики, динамики и устойчивости стержневых и пластинчатых систем, т.е. задачи сопротивления материалов, строительной механики и теории упругости, имеющих важное практическое и методологическое значения. Каждая задача механики деформируемого твердого тела содержит в себе три стороны 1. Статическая - рассматривает равновесие тела или конструкпди 2. Геометрическая - рассматривает связь между перемещениями и деформациями точек тела 3. Физическая -описывает связь между деформациями и напряжениями. Объединение этих сторон позволяет составить дифференциальное уравнение задачи. Далее нужно применить методы математики, которые разделяются на аналитические и численные. Большим преимуществом аналитических методов является то, что мы имеем точный и достоверный результат решения задачи. Применение численных методов приводит к получению просто результата и нужно еще доказывать его достоверность и оценивать величину погрепшости. К сожалению, до настоящего времени получено весьма мало точных аналитических решений задач механики деформируемого твердого тела и других наук. Поэтому приходится применять численные методы. Наличие весьма мощной компьютерной техники и развитого программного обеспечения практически обеспечивает решение любой задачи любой науки. В этой связи большую популярность и распространение приобрел универсальный численный метод конечных элементов (МКЭ). Применительно к стержневым системам алгоритм МКЭ в форме метода перемещений представлен во 2, 3 и 4 главах книги. Больпшми возможностями обладает также универсальный численный метод конечных разностей (МКР), который начал развиваться раньше МКЭ. Оба этих метода по праву занимают ведущие места в арсенале исследований. Большой опыт их применения выявил как преимущества, так и очевидные недостатки. Например, МКР обладает недостаточной устойчивостью численных операций, что сказывается на точности результатов при некоторых краевых условиях. МКЭ хуже, чем хотелось бы, решает задачи на определение спектров частот собственных колебаний и критических сил потери устойчивости. Эти и другие недостатки различных методов способствовали созданию и бурному развитию принццпиально нового метода решения дифференциальных уравнений задач механики и других наук. Метод получил название метод граничных элементов (МГЭ). В отличии от МКР, где используется конечно-разностная аппроксимация дифференциальных операторов, в МГЭ основой являются интегральное уравнение задачи и его фундаментальные решения. В отличие от МКЭ, где вся область объекта разбивается на конечные элементы, в МГЭ дискретизации подлежит лишь граница объекта. На границе объекта из системы линейных алгебраических уравнений определяются необходимые параметры, а состояние во [c.6]

Предыдущие примеры были типичными задачами сопротивления материалов, и они показывают, что развитие этой науки должно итти по двум направлениям. Во-первых, следует развивать методы для определения напряженного состояния, появляющегося в теле заданной формы при действии на него [c.9]

Я стремился скорее следовать Краткому историческому очерку ) Сен-Венана и дать пшрокому кругу читателей исторический обзор главных этапов в развитии нашей науки, не входя в излишние подробности. В соответствии с этим я счел желательным включить в эту историю краткие биографии наиболее крупных ученых, работавших в интересующей нас области, а также осветить связь развития сопротивления материалов с состоянием технического образования и промьшшенным развитием в различных < тран Х Нет сомнения, что развитие, например, железнодорожного транспорта, а также использования стали в качестве строительного материала поставили множество новых проблем, связанных с определением прочности конструкций, и оказали сильное влияние на развитие сопротивления материалов. Такой же эффект в более близкое к нам время произвели применения двигателей внутреннего сгорания и легких конструкций самолетов. [c.7]

СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ, наука, которая охватывает теорию деформаций, общие сведения о материалах, гл. обр. о металлах, и указывает также общие методы расчета мащин и сооружений. С. м. служит вводной наукой во всех областях инженерного образования в строительной технике С. м. вводит в статику сооружений, в машиностроении С. м. предваряет все расчетные курсы—двигателей,станков, грузоиодъемных устройств, котлов и пр. в других отраслях техники, в архитектуре и художественной деятельности С. м. формирует и рационализирует внешние вырая ения творческих идей и композиций. В настоящее время теория С. м. разделяется на три основные части а) С. м. (в элементарном изложении), б) прикладная теория упругости и в) теория упругости. Предмет ведения, объем вопросов и глубина их изложения распределены между С. м., теорией упругости и прикладной теорией упругости недостаточно определенно. Наблюдается постоянное перемещение материала из одной части в другую и взаимное влияние их методологии. Все же следует принять, что С. м. представляет первый концентр познаний инг/кенера относительно общих свойств материалов и наиболее простых методов изучения их работы в конструкциях. Прикладная теория упругости вклкЛает в свой объем у ке более сложные проблемы и, отказываясь во мыощх случаях от строгой формы их изложения, стремится дать практич. применение решений в различных отраслях техники. Теория упругости развивается как отдел физико-математических наук и содержит решение наиболее сложных задач относительно упругого и пластического состоя- [c.203]

Развитие техники непрерывно выдвигает перед наукой о прочности конструкционных материалов новые проблемы и задачи. Это обусловлено тем, что общая тенденция в осуществлении технических замыслов и проектов всегда предусматривает использование материалов и сварных соединений с заданными физико-механическими свойствами — прочностью и пластичностью, жаропрочностью и хладностойкостью, трещино-стойкостью (способностью материала тормоЗить распространение в нем трещины), ударной вязкостью, необходимым сопротивлением малоцикловому или многоцикловому разрушению и т. п. Изучение этих свойств является основной частью разработок в области создания новых материалов, совершенствования технологических процессов их производства и обработки, а также в области определения ресурса работы элементов конструкций. [c.5]

Применим предложенный метод к расчету матричных теплообменников [245]. Контактные матричные рекуператоры (КМР), или теплообменники, нашли широкое применение в различных отраслях науки и техники [246, 247]. Рассмотрим работу одного из типов таких теплообменников, собранных попеременно из перфорированных пластин, хорошо проводящих тепло, и прокладок из плохо проводящих тепло материалов. В прокладках предусмотрены окна прямоугольной формы, образующие в собранном пакете каналы для чередующихся встречных потоков холодного и горячего газов. Если ширина каждого из каналов намного больше его высоты, то рассматриваемый теплообменник схематически можно заменить рядом плоских параллельных щелей, разделенных металлическими перегородками шириной Ь. При достаточно большом числе перегородок, учитывая естественную симметрию системы, можно ограничиться рассмотрением теплообмена между любыми двуми соседними каналами, разделенными стенкой (рис. 10.4.5). Расчет процесса теплопередачи обычно сводится к решению системы дифференциальных уравнений первого порядка для среднемассовых температур обоих каналов и средней температуры стенки при условии, что коэффициенты теплоотдачи в обоих каналах и коэффициенты теплопроводности стенки известны [245]. Однако, не касаясь вопроса о дополнительных трудностях, возникающих при экспериментальном определении этих коэффициентов, появляются сомнения относительно применимости подобной методики в общем случае. Это связано с тем, что использование фазовых коэффициентов теплопередачи, полученных при стандартных гидродинамических условиях, даже при расчете двухфазного теплообмена без учета термического сопротивления стенки, который является частным случаем рассматриваемого процесса, приводит к существенным ошибкам [248]. [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...