Объекты исследования. Основные понятия

РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ [c.16]

Именно стержни являются центральным объектом исследования в традиционном курсе сопротивления материалов, что объясняется двумя причинами. Во-первых, на примере стержня можно наиболее удобно и относительно просто ввести основные понятия сопротивления материалов, продемонстрировать практически все подходы к экспериментальным исследованиям и изложить основы методов расчетной оценки предельных нагрузок при заданных размерах. Во-вторых, элементы типа стержня распространены в различных областях техники, поэтому полученные в курсе результаты находят непосредственное применение в инженерных расчетах. [c.9]

В механике в качестве основного объекта исследования внутренних напряжений и деформаций тела берется малый его объем такой, что практически он содержит очень много атомов и даже много зерен, но в математическом отношении он предполагается бесконечно малым. Допускается, что перемещения, напряжения и деформации являются непрерывными и дифференцируемыми функциями координат внутренних точек тела и времени. Предполагается, далее, что возникающие за счет внешних воздействий на тела внутренние напряжения в каждой точке зависят только от происходящей за счет внешних воздействий дефор мации в этой точке, от температуры и времени. Таким образом, наряду с понятием абсолютно твердого тела в механике возникает новое понятие материального континуума или непрерывной сплошной среды и, в частности, сплошного твердого деформируемого тела . Это понятие оказалось чрезвычайно плодотворным не только в теоретическом и расчетном отношении, поскольку позволило для исследования прочности привлечь мощный аппарат математического анализа, но и в экспериментальном, поскольку выявило, что для исследования прочности твердых тел имеют значение лишь механические свойства, т. е. связь между напряжениями, деформациями, временем и температурой, а не вся совокупность сложных взаимодействий, определяющих полностью физическое состояние реального твердого тела. Отсюда возникли специальные экспериментальные методы исследования механических свойств различных материалов. Возникла, и притом более ста лет тому назад, механика сплошных сред или континуумов и такие основные науки о прочности твердых тел, как сопротивление материалов, строительная механика, теория упругости и теория пластичности. [c.12]

Выполнение измерений при исследованиях теплотехнических объектов также тесно связано с планом экспериментов и методами обработки полученной информации. В первом разделе — Эксперимент и свойства измерительных систем — последовательно рассмотрен ряд проблем, решение которых предшествует проведению экспериментов особенности процессов в теплотехнических объектах, оценка совершенства процессов, переход к обобщенным параметрам и планирование технических исследований. Придерживаясь в основном традиционного изложения, автор пытался дать новое обоснование необходимости линейных характеристик измерительных цепей и их элементов. Подробно рассмотрен вопрос о линеаризации реальных характеристик. Использование понятия о коэффициенте преобразования позволило изложить многие вопросы, ранее слабо связанные между собой, с единых позиций и показать достаточно наглядно связь между различными характеристиками приборов и характеристиками объектов исследования. [c.4]

Эти принципы были развиты в 1935—1947 гг. в приложении к общим задачам точности машиностроения проф. Н. А. Калашниковым [3], [4], который, в частности, впервые ввел в своей теории реальных механизмов понятие о функциональной кинематической ошибке как об основном объекте исследования при рассмотрении задач точности механизмов. [c.8]

Иерархия расстояний — взаимодействий — теорий. Рамки современной физической картины мира. Во вводной главе курса вы познакомились с особенностями теоретического исследования природы в физике. Опираясь на самые основные понятия физики, составили некоторое представление о физической картине мира. Физические явления, свойства физических объектов, формы движения материи оказались обусловленными пространственными интервалами и соответствующими им фундаментальными взаимодействиями. Наблюдается своеобразная иерархия взаимодействий и физических теорий, соподчинение их в рамках изучаемых пространственных областей. Из таблицы 2 видно, что тип взаимодействия, характер движения и описывающая его теория определяются размерами физических объектов и расстояниями между ними. Важно также, что качественно своеобразные формы движения материи, соответствующие различным структурным уровням ее деления, отличаются количественно — характерными энергиями. Это либо энергии движения, либо энергии связи (т. е. энергии, необходимые для деления системы на составляющие части). Характерные энергии можно сравнить с энергией покоя данного тела или частицы или между собой. Так, область классической механики определяется сильным неравенством Е -С гпс , релятивистская область — сравниваемыми с энергией покоя значениями энергии [c.24]

Основное свойство несущественных факторов состоит в том, что их природу нельзя определить/вывести, опираясь только на знание свойств вещей, явлений или процессов из рассматриваемого ограниченного круга, т.е. несущественные факторы обладают определенной степенью независимости от объектов исследования. Однако поскольку все объекты нашего внимания в реальном мире как-то взаимосвязаны (во всяком случае противного еще никому не удалось доказать), то полной независимости от несущественных факторов достичь, конечно, нельзя. Поэтому там, где это требуется, абстрагируется понятие случайных несущественных факторов как полностью независимых от объектов исследования. [c.10]

Управляемость как степень восприимчивости объекта управления к воздействию рулей и устойчивость, характеризующая как бы невосприимчивость к подобному воздействию, являются в известном смысле противоречивыми понятиями. Действительно, чем более устойчив летательный аппарат, снабженный мощным хвостовым оперением, тем труднее осуществить его поворот при помощи руля. Правильный выбор соответствующей аэродинамической схемы, конкретной конструкции летательного аппарата, его органов управления и стабилизации с точки зрения обеспечения наивыгоднейшей управляемости и устойчивости составляет важнейшую задачу современной аэродинамики, в частности аэродинамической теории управления и стабилизации. При этом обеспечение управляемости и устойчивости связано с исследованием динамических свойств такого аппарата, описываемых указанной системой уравнений возмущенного движения. Их коэффициенты определяются компоновочной схемой, которой соответствуют определенные аэродинамические и геометрические характеристики, а также параметры движения по основной траектории. В результате решения этих уравнений выбирают наиболее рациональную динамическую схему летательного аппарата и соответствующую ей конструктивную компоновку, которая бы удовлетворяла баллистическим, технологическим и эксплуатационным требованиям, а также заданной управляемости и устойчивости. [c.6]

Том 1 содержит восемь основных разделов. В разд. 1 дается характеристика особенностей объектов (элементов и систем) энергетики, существенных с точки зрения исследований и обеспечения их надежности. Рассматриваются реальная структура и иерархия управления развивающимися системами электро-, газо-, нефте-, тепло- и водоснабжения. Б рамках ГОСТ 27.002-89 и разработанной терминологии по надежности СЭ [70] приводятся определения и трактовка понятия надежности СЭ, классифицируются различные состояния, процессы и события, характеризующие надежность. Специальное внимание при 12 [c.12]

Системный анализ — это методология решения сложных задач и проблем, основанная на концепции систем. Системный анализ также можно рассматривать как методологию построения систем для решения сложных задач и проблем. Оба эти положения неразрывно связаны. Среди системных исследований особое место занимают вопросы описания строения системных объектов. Эти исследования опираются на ряд понятий, среди которых в первую очередь следует отметить понятия системы и структуры. Рассмотрим их основное содержание. [c.26]

Целостность системы рассматривают с позиции метода ее исследования. Это предъявляет определенные требования к описанию состояния всей системы в целом, что существенно отличается от описания ее частей. В понятии целого отражаются лишь такие связи явлений когда та или иная их совокупность может быть выделена как явление нового порядка, способное к сохранению своей качественной определенности в данных условиях. Разная степень целостности исследуемых объектов предопределяет различия их основных свойств, а это указывает на важность целостного подхода [c.26]

Металловеду приходится постоянно иметь в виду, что объектом его исследований является кристаллическое вещество. Поэтому структурный аспект является основным, а основной задачей остается установление качественных и количественных связей между строением и свойствами. Однако ответить на вопрос, какой смысл вкладывается в понятие строение металла, непросто. По мере развития физических методов исследования и физических представлений это понятие становится все более сложным и емким. [c.7]

Было установлено, что классические детерминированные возмущения не являются основными, а методы классической механики, основанные на понятии детерминизма, не являются достаточными для понимания и объяснения физических эффектов, возникающих при работе приборов, находящихся на движущихся объектах, при вибрации двигателей летательных аппаратов, движении транспортного средства, действии ветровых и сейсмических нагрузок. Возникла необходимость создания новой физической модели при исследовании этих динамических процессов и, в частности, нового математического аппарата, позволяющего учесть внешние возмущения, которые не являются детерминированными. Таким математическим аппаратом стала теория случайных процессов, которая была достаточно хорошо разработана применительно к задачам радиотехники и автоматического регулирования, где эффект от случайных возмущений оказался соизмеримым с эффектом от детерминированных возмущений и игнорирование случайных возмущений приводило бы к неверным результатам. Поэтому теория случайных процессов была привлечена к решению конкретных задач, относящихся к радиотехнике и автоматическому регулированию, много раньше, чем в других областях техники, в частности, раньше, чем для исследования механических систем, где случайными возмущениями, как правило, пренебрегали. [c.3]

Весь цикл научных дисциплин, относящихся к механике деформируемого тела и связанных с разработкой вопросов прочности (жесткости, устойчивости) конструкций, часто называют строительной механикой в широком смысле слова. Строительной механикой (в узком смысле слова) называют статику и динамику сооружений. Границы между отдельными ветвями науки о прочности конструкций определяются как объектами, так и методами исследования, но зачастую эти границы точно указаны быть не могут. Так, прикладная теория упругости занимается в основном расчетом пластин, оболочек и некоторыми сложными задачами расчета брусьев (понятия о брусе, пластинке и оболочке даны в 1.2), привлекая для решения соответствующих задач более сложный математический аппарат, чем сопротивление материалов, но не- [c.10]

Эта критика как в Германии, так и в Англии обусловливалась различными причинами так, критика проф. Пфаффа вызывалась новизной идей Майера, ломавших установившиеся понятия явлений природы (в том числе и понятия самого Пфаффа), критика же Джоуля и его друзей была в основном вызвана борьбой за приоритет открытия закона сохранения энергии и отстаиванием своих методов исследования. Майер утверждал, что силы суть неразрушимые и качественно способные к превращениям объекты , тогда как Пфафф утверждал, что силы как нечто первичное обладают неисчерпаемостью и способны возбуждать все новые и новые движения, не изменяясь при этом ни качественно, ни количественно. [c.543]

В настоящее время при исследовании, описании и проектировании СЧМ могут использоваться четыре общих методологических принципа функциональный, структурный, структурно-функциональный и системный. Сущность функционального принципа сводится к выделению структуры объекта как некоторого инварианта с последующим функциональным описанием этой структуры. В структурном принципе, напротив, основную нагрузку несет понятие структуры, а функциональная сущность ее компонентов выступает в качестве одной из исходных предпосылок. При структурно-функциональном подходе проектируют не элементы объекта и не систему в целом, а расчлененную систему в статике. Системный подход заключается в том, что объект рассматривается с точки зрения наличия в нем действующих элементов. Конкретизацией такого подхода является выяснение формы или способа взаимодействия элементов, определяющих объект как целое. Таким образом, при системном подходе центральным звеном является система с такими элементами как структура, организация, связь, элемент и т. п. [c.10]

Среди важнейших объектов исследования заметное место занимает динамическое поведение жидкости вблизи критической точки. Особенно активно зта область развивалась в последние несколько-лет. Здесь теоретические работы представляют собой обобщение на динамические явления идеи законов подобия, или скейлинга. Основные понятия и ход рассуждений в работах такого рода очень похожи на использованные в соответствующей равновесной теории, подробно рассмотренной в гл. 8—10. Читатель, освоивший эти главы, не встретит особых трудностей при изучении оригинальных статей, поэтому мы не будем здесь подробно останавли- [c.313]

Во всех рассмотренных выше разделах классической физики объектом исследования являлась материя в форме вещества. Другой формой материи, в исследовании которой физика достигла больших успехов, является ее полевая форма. Электрические и магнитные явления открыты очень давно, но теория этих явлений развивалась сравнительно медленно, и лишь в 60-х годах XIX столетия была завершена созданием теории Максвелла. После этого были открыты электромагнитные волны, которые существуют независимо от породивших их зарядов и токов. Это явилось экспериментальным доказательством самостоятельного существования электромагнитного поля и обосновало представление об электромагнитном поле как о форме существования материи. Движение этой формы материи описывается уравнениями Максвелла. Они представляют закон движения электромагнитного поля и описывают его порождение движущимися зарядами. Действие электромагнитного поля на заряды, носителями которых является материя в корпускулярной форме, описывается силой Лоренца. Основными понятиями, на которых основываются уравнения Максвелла, являются напряженность и индукция электромагнитного поля в точках пространства, изменяющиеся с течением времени, электромагнитное поле, порожденное зарядом, движущимся аналогично материальной точке по определенной траектории, и действующее на заряд. Это показывает, что теория, основанная на уравнениях Максвелла, относится к классической физике. Она является релятивистски инвариантной теорией и полностью относится к релятивистской классической физике. [c.346]

Основные понятия. Объектами исследования, для которых приА1е-нимы методы ыате.матической статистики, являются множества однородных предметов, живых существ, явлений или про.межутков времени, разграниченных дмежду собой, но обладающих общими свойствами, которые могут быть [c.95]

В главе 2 рассмотрены топологические и алгебро-геометри-ческие аспекты теории критических точек функций. Здесь изложены основные понятия локальной теории Пикара—Лефшеца, то есть учения о ветвлении циклов и интегралов, зависящих от параметров. Подробно исследован основной объект этой теории — расслоение исчезающих когомологий (то есть ветвящихся контуров интегрирования), связанное с критической точкой, и, в частности, множество определения этого расслоения — дополнение к дискриминанту особенности. Мы также рассматриваем связь простых особенностей функций с классификацией [c.9]

Что же до этих предпосылок, то единственный объект исследований теоретической физики — природа — настолько сложен, что полное рассмотрение по существу любого явления, с учетом всех его сторон и особенностей, практически невозможно средствами современной математики. Поэтому то, чем на самом деле занимается теоретическая физика, это не столько непосредственно природные объекты и их отношения, сколько искусственно конструируемые модели, которые получаются иа природных объектов, если абстрагироваться от всех деталей, не существенных для рассматриваемого явления, и сохранить только его основные, определяющие черты. Так входят в физику такие абстрактные понятия, как абсолютно твердые тела, несжимаемые жидкости, материальные точки и т. п. Естественно, что выбор подходящей модели — а это есть действие не логическое, а интуитивное — играет при этом чрезвычайно существеннук> роль, чем и предрешается значение интуитивного мышления в теоретической физике. [c.8]

Для изучения поступательного движения твердого тела вводится понятие материальной точки [1]. Это позволяет сделать динамику материальной точки физически ощутимой, облегчает анализ упражнений и сопоставление с опытными данными аксиоматически вводимых принципа относительности Галилея, принципа детерминированности и законов Ньютона. Анализируются ограничения на форму законов механики и физики, следующие из принципов относительности и детерминированности [5, 67]. Ставятся основные задачи механики. Выявляются преимущества различных систем криволинейных координат для описания движения точки. Доказываются основные теоремы механики и сообщаются основные приемы, применяемые для исследования движения. Как основа качественного анализа поведения механических объектов подробно изучаются фазовые портреты осцилляторов. На их примере демонстрируется влияние потенциальных и диссипативных сил, а также резонансные явления различных типов [37]. Изучается динамика материальной точки, стесненной связями [61]. [c.11]

На возможное возражение, что группа сама по себе является априорным понятием, можно указать, что понятие группы является результатом абстрагирования от различных подвижных инструментов циркуль, линейка и т. д., являющихся орудием геометрического исследования ). Напомним, что уже в геометрии Евклида неявно предполагалось, что все геометрические построения следует проводить с помощью только циркуля и линейки. Смысл этого требования становится ясен только с точки зрения программы Клейна. Геометрические свойства тел выражаются, таким образом, в терминах инвариантов группы и допускают изоморфную подстановку элементов пространства, в котором реализуется группа, и, следовательно, совершенно не зависят от самих геометрических объектов. Укажем, например, на реализацию геометрии Лобачевского на плоскости, предложенную А. Пуанкаре. Приведенный пример указывает на большую методологическую ценность программы Клейна. Аналогичный подход возможен также и в физике, где различные законы сохранения интерпретируются как свойства симметрии относительно различных групп. Основными группами современной физики являются группа Лоренца, заданная в пространстве Минковского, и группа непрерывных преобразований, заданная в криволинейном пространстве общей теории относительности, коэффициенты метрической формы которого определяют поле гравитации. В релятивистской квантовой механике мы переходим от группы Лоренца к ее представлениям, определяющим преобразования волновых функций. Как было показано П. Дираком, два числа I и 5, задающих неприводимое представление группы Лоренца, можно интерпретировать как константы движения угловой момент и внутренний момент частицы (спин). Иначе говоря, операторы, соответствующие этим инвариантам, перестановочны с гамильтонианом (квантовые скобки Пуассона от гамильтониана и этих операторов равны нулю). Числа, обладающие этими свойствами, называются квантовыми числами. В работах Э. Нетер дается общий алгоритм, позволяющий найти полную систему инвариантов любой физической теории, формулируемой в терминах лагранжева или гамильтонова формализмов. В основу алгоритма положена указанная выше связь между инвариантами группы Ли и константами движения уравнений Гамильтона или Лагранжа. В качестве простейшего примера рассмотрим вывод закона сохранения углового момента механической системы, заданной лагранжианом Г(х, X, (). Вводим непрерывную группу вращения, заданную системой инфи- [c.912]

В общей теории моделирования оно определяется как средство изучения системы (в нащем случае — объекта измерений — М. 3.) путем ее замены более удобной для экспериментального исследования системой (моделью), сохраняющей существенные черты оригинала,. .. [4]. В подобном общем определении, конечно, не представляется возможным раскрыть содержание и смысл выражения существенные черты оригинала . Но именно здесь сосредоточен центр тяжести проблемы моделирования вообще и моделирования объектов измерений в частности. Обычно степень правильного (достаточно правильного для решения конкретной задачи) отражения, сохранения существенных черт оригинала моделью качественно выражают понятием адекватности модели объекту. Основной проблемой моделирования объектов измерений является выбор таких моделей, которые можно считать (при предполагаемых качественных свойствах объекта и при поставленной задаче измерений) адекватными объектам измерений. Здесь полезно подчеркнуть, что адекватность модели обуславливается не только теми свойствами объекта, отражаемыми ею, которые требуется определить в данной задаче измерений, но и теми свойствами объекта, которые, не представляя интереса при данной задаче измерений, могут влиять на результаты измерений принятых измеряемых величин. Естественно, что чем лучще, более полно учитываются в модели свойства объекта, тем сложнее оказывается модель. В приведенном вьше примере с валом и втулкой модель существенно усложнилась бы, если в ней учитывались бы шероховатости поверхностей вала и втулки, конечно влияющие на степень уплотнения сочленения вал-втулка . [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...