Метод сил (в теории сооружений)

По возвращении в 1852 г. домой Кульман продолжает свою работу инженера-практика на баварских железных дорогах, пока в 1855 г. не получает приглашения занять должность профессора теории сооружений в только что организованном Цюрихском политехникуме. Кульман любил педагогическую работу и все свои силы отдал подготовке курсов, в которых он с особой энергией настаивал на введении графических методов в анализ инженерных сооружений. Построение многоугольника сил и веревочного многоугольника было известно со времени Вариньона ), и они нашли применение у Ламе и Клапейрона в их расчете арок. Понселе ) использовал их в своей теории подпорных стен. Но все эти применения до Кульмана сводились лишь к немногим частным случаям графического решения тех или иных задач строительной механики. Большая заслуга Кульмана заключается в том, что он систематически провел использование графических методов для расчетов конструкций всевозможных типов и составил первое руководство по графической статике ). [c.235]

Научная деятельность Рэлея и, в особенности, опубликование им книги Теория звука ) оказали сильное влияние на оживление научной работы по теории сооружений в России. Идея использования теоремы взаимности вместе с понятием обобщенных сил получила практическое осуществление в трудах проф. Виктора Львовича Кирпичева (1845—1913), применившего ев для построения линий влияния в разнообразных задачах, относящихся к простым и неразрезным балкам и аркам ). В дальнейшем понятия обобщенных сил и обобщенных координат были широко использованы В. Л. Кирпичевым в его получившей большое значение книге Лишние неизвестные в строительной механике ). Таким путем ему удалось значительно упростить изложение различных методов расчета статически неопределимых конструкций. В предисловии к своей книге В. Л. Кирпичев указывает, что все инженеры, интересующиеся теорией сооружений, должны изучить Теорию звука Рэлея. Книга В. Л. Кирпичева ) и его лекции сыграли большую роль в развитии науки о прочности материалов в России в конце XIX и начале XX века. [c.384]

В свою очередь эти обстоятельства позволили широко раздвинуть рамки наших знаний о распределении напряжений в инженерных конструкциях. Развитие экспериментальных методов анализа напряжений стимулировалось разнообразными мотивами. Прежде всего, большую роль здесь сыграло то обстоятельство, что теоретические формулы сопротивления материалов и теории упругости выводились в предположении, что материалы однородны, идеально упруги и следуют закону Гука. В действительности же технические материалы иногда весьма далеко отступают от совершенной однородности и идеальной упругости, в связи с чем проверка формул, выведенных для идеализированных материалов, приобретает большое практическое значение. Лишь в простейших случаях теория способна дать полное решение задачи о распределении напряжений. Большей же частью инженерам приходится довольствоваться приближенными решениями, точность которых нуждается в проверке непосредственными испытаниями. Основное требование, предъявляемое в настоящее время к инженерному проекту,—это наивысшая возможная экономия в весе материала, что может быть достигнуто повышением допускаемых напряжений и снижением коэффициентов запаса. Но то и другое можно признать безопасным лишь в том случае, если проектирующий инженер располагает точными данными о свойствах материалов и строгой методикой исследования напряжений. Обязательной предпосылкой такого исследования является детальное знание условий службы сооружения, в особенности всего, что касается характера воздействия на него внешних сил. Действующие на сооружение силы известны часто лишь приблизительно, так что для пополнения наших знаний в этой области приходится обращаться к исследованию напряжений в существующих сооружениях в условиях их эксплуатации. Из всех этих соображений явствует то значение, которое приобретают ныне успехи экспериментального исследования напряжений ). [c.459]

Колебательные процессы встречаются в различных областях физики и техники. Эти процессы имеют общие характерные черты и специфические математические методы их исследования. Наука, изучающая такие явления и процессы, называется теорией колебаний. Особое значение имеет теория колебаний в инженерном деле при кручении вибрации деталей машин, элементов конструкций и сооружений, а также оценка их прочности. В некоторых случаях прочная и жесткая конструкция с точки зрения статического действия нагрузки, может разрушиться под действием сравнительно небольших периодически действующих сил. Поэтому изучение колебаний упругих систем имеет важное значение для инженеров-механиков и строителей. [c.347]

Почти все нагрузки, действующие на элементы машин и сооружений, находятся под влиянием большого количества разнообразных и сложным образом взаимодействующих причин и поэтому в той или иной мере носят случайный характер. В ряде приложений случайный характер нагрузок является их доминирующей чертой. Таковы, например, силы, порождаемые атмосферной турбулентностью и акустическим излучением работающих реактивных двигателей, сейсмические силы, а также силы, обусловленные некоторыми взрывными воздействиями, и т. п. Расчет на прочность при подобных нагрузках, не учитывающий их случайной природы, будет, очевидно, крайне схематичным и не сможет правильно оценить действительный запас прочности конструкции. Правильный расчет должен базироваться на методах теории вероятностей и математической статистики. Развитие статистических методов относится к одному из современных направлений науки о прочности [7 ]. [c.23]

На границах тел, находящихся в контакте с внешней подвижной сплошной средой, возникает система сил взаимодействия. Большое практическое значение имеют свойства этих сил взаимодействия, их зависимость от законов движения тел, от геометрической формы и других особенностей движущейся системы тел. В технических задачах, связанных с расчетом движения всевозможных объектов и аппаратов в воде и воздухе, равновесия всевозможных технических сооружений, например домов и башен, плотин и трубопроводов и т. д., большое значение имеют данные о силах взаимодействия этих объектов и сооружений с окружающей средой. Из общей постановки задачи и теории размерности можно вывести некоторые общие следствия, имеющие важное значение для методов расчета различных объектов и для проведения экспериментов. [c.415]

Реакция сооружения на ветровые нагрузки. Поскольку аэродинамические силы зависят от времени, для определения реакции сооружения следует использовать методы динамики сооружений. Более того, нерегулярный характер этой зависимости потребует применения основных положений теории случайных процессов в теоретических исследованиях. В отдельных случаях может возникнуть необходимость в проведении анализа на основе аэроупругости, т. е. в изучении взаимодействия между аэродинамическими и инерционными силами, демпфированием и силами упругости с целью исследования аэродинамической устойчивости сооружения. [c.8]

При рассмотрении задач теории сооружений Рэнкин вводит в статику ) свой метод параллельнух проекций, иллюстрируя его некоторыми интересными приложениями. Он показывает, что если уравновешенную систему сил, приложенных к некоторой системе точек, представить системой прямых, то [c.240]

Возрастающее использование арочных конструкций в строительстве плотин возлагает на инженеров обязанность решения весьма сложной задачи анализа напряжений в пространственной системе. В связи с этим в США был разработан приближенный метод расчета крупных плотин арочного типа. Первое приближение достигается путем замены пространственной системы плотины системой горизонтальных арок и вертикальных консолей. Горизонтальное гидростатическое давление распределяется методом проб на две радиальные компоненты, одна из которых передается аркам, другая—консолям. Надлежащим распределением нагрузки будет по этой схеме то, при котором как арки, так и консоли во всех точках будут иметь общие радиальные компоненты прогиба. Этот метод был предложен инженерами мелиоративного бюро США ). Для получения более точных результатов в расчет вводится влияние крутящих моментов в горизонтальных и вертикальных сечениях, а также поперечных сил, действующих в горизонтальных сечениях вдоль осевых линий арок, и соответствующих вертикальных перерезывающих сил в радиальных сечениях ). С целью проверки этой теории для некоторых ответственных случаев были поставлены испытания на моделях. В связи со строительством плотины Гувера была испытана модель из пластер-целита, загружение производилось ртутью измеренные значения деформаций оказались при этом весьма близкими к расчетным. Произведенные впоследствии замеры на законченном сооружении [c.513]

В чем же сила теории подобия В том, что, изучив одно течение, мы получаем информацию и обо всех других, для которых Ке сопй (при соблюдении прочих условий подобия) в том, что, поняв, как плавает минога, можно разобраться в механизме управления плаванием многих позвоночных от маленькой кильки до акулы [55]. Академик Л. И. Седов в предисловии к своей классической книге [59], подчеркивая важную роль в физике и технике теории размерности и подобия, пишет следующее Постройка самолетов, кораблей, плртин и многих других сложных технических сооружений основана на предварительных обширных исследованиях, среди которых важную роль играют испытания моделей. В теории размерности и подобия устанавливаются условия, которые должны соблюдаться в опытах с моделями, и выделяются характерные и удобные параметры, определяющие основные эффекты и режимы процессов. Вместе с тем сочетание соображений теории размерности и подобия с общим качественным анализом механизма физических явлений в ряде случаев может служить плодотворным теоретическим методом исследования . [c.42]

Гордеев В. Н., Перельмутер А. В. Уравнения метода сил для расчета вантово-стержневых систем. В сб. Сопротивление материалов и теория сооружений , вып. 4. Киев, Буд1вель-ник , 1966 (на укр. яз.). [c.181]

УПРУГОСТИ ТЕОРИЯ — раздел. механики, в к-ром изучаются перемещения, деформации и напряжения, возникающие в покоящихся или движущихся упругих телах под действием нагрузки. У. т.— основа расчётов на прочность, деформируемость и устойчивость в строит, деле, авиа-и ракетостроении, машиностроении, горном деле и др. областях техники и промышленности, а также в физике, сейсмологии, биомеханике и др. науках. Объектами исследования методами У. т. являются разнообразные тела (машины, сооружения, конструкции и их элементы, горные массивы, плотины, геол. структуры, части живого организма и т. п.), находящиеся под действием сил, температурных полей, радиоакт. облучений и др. воздействий. В результате расчётов методами У. т. определяются допустимые нагрузки, при к-рых в рассчитывасмо.м объекте не возникают напряжения или перемещения, опасные с точки зрения прочносги или недопустимые по условиям функционирования наиб, целесообразные конфигурации и размеры сооружений, конструкций и их деталей перегрузки, возникающие при динамич. воздействии, напр, при про- [c.234]

Теория упругости сформировалась, как один из важных разделов математической физики в первой половине XIX века. До этого времени трудами ученых XVII и XVIII веков — Галилея, Мариотта, Гука, Бернулли, Эйлера, Кулона и других—была довольно детально разработана тбория изгиба тонких упругих стержней. В начале XIX века Лагранжам и Софи Жермен было дано решение задачи об изгибе и колебаниях тонких упругих пластинок. Некоторые особенности таких тонких упругих тел позволили значительно упростить постановку и самое решение задач о деформировани под действием внешних сил, не вникая особенно глубоко в существо явлений, происходящих в материале. Начало XIX века ознаменовалось огромными успехами математического анализа, обусловленными отчасти множеством важных задач, возникших в физике, потребовавших применения сложного математического аппарата и дальнейшего развития его это и послужило основой для возникновения особого направления в физике, названного математической физикой. Среди множества проблем, вставших перед этой молодой дисциплиной, необходимо отметить потребность в глубоком исследовании свойств упругих материалов и в построении математической теории, позволяющей возможно полно изучать внутренние силы, возникающие в упругом теле под действием внешних сил, а также деформацию тела, т. е. изменение формы его. Этого рода исследования оказались крайне необходимыми также для удовлетворения запросов быстро развивавшейся техники в связи со строительством железных дорог и. машиностроением запросы эти вызывались необходимостью создать теоретические методы расчета частей сооружений и машин на прочность. Уже в 1825 г. крупный французский инженер и ученый Навье выпустил, Курс лекций по сопротивлению материалов , основанный на имевшихся к тому времени экспериментальных данных и приближенных теориях, указанных нами выше. В России аналогичный курс [c.9]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...