Сопротивление материалов в XX веке

Возникновение науки о механических свойствах в начале XX века базировалось на осредненных и статических представлениях, что каждой величине напряжения соответствует определенная величина деформации. При этом по аналогии с другими физическими свойствами предполагалось, что механические свойства материала могут быть измерены в чистом виде , как некоторые константы данного материала наподобие его плотности, параметров кристаллической решетки, коэффициента теплового расширения и т. п. Исходя из этих предположений, был получен ряд важных результатов опытное построение и применение в расчетах обобщенной кривой Людвика, лежащей в основе многих положений математической теории пластичности измерение сопротивления отрыву и его применение для различных схем перехода из хрупкого в пластическое состояние (Людвик, Иоффе, Давиденков, диаграммы механического состояния) и др. Однако дальнейшее более глубокое изучение показало ограниченную справедливость (а в ряде случаев и ошибочность) подобных представлений. Это, в частности, привело к понятию структурной чувствительности многих механических характеристик. [c.15]

Повседневный опыт создает впечатление, что движение тела с постоянной скоростью требует определенных усилий. В механике Аристотеля этот вывод получил теоретическое обоснование. Он сформулировал принцип природа боится пустоты , т.е. пространство заполнено материей, которая оказывает сопротивление движению тел. Поэтому для движения с постоянной скоростью необходимо приложить силу прекращается действие сил — прекращается движение. Авторитет Аристотеля в Древнем мире и в Средние века был настолько велик, что почти две тысячи лет его механика не вызывала сомнений. Эпоха Великих географических открытий, начавшаяся в XVI в., привела к быстрому развитию оптики, астрономии и механики. Однако нужны были значительные усилия, чтобы преодолеть сложившиеся догмы и взглянуть на проблему движения по-новому. [c.25]

В предыдущих главах была изучена та часть реологии, которая стала классической и известна под названием механики сплошной среды и входит в учебники по механике после разделов механика материальной точки и системы материальных точек и механика твердого тела и системы твердых тел, в которых также рассматривается идеализация, и даже болЫпая, чем гуково тело и ньютоновская жидкость. Когда механика изучает движение планет вокруг Солнца, то планеты рассматриваются как материальные точки, каждая из которых обладает некоторой массой т. При таком изучении материальными свойствами небесных тел, будь они упругие тела, пластические или жидкие, полностью пренебрегают. Это является исходной предпосылкой механики Ньютона. Когда механика обращается к задачам о движении тел на Земле, она постулирует также несуществующее, абсолютно твердое тело. Если распространить принятую в главе I терминологию идеальных тел, то можно назвать абсолютно твердое тело евклидовым телом по имени Евклида (5 век до н. э.), который основал свою геометрию на предположении о существовании таких тел. В противоположность твердому телу Паскаль (1663 г.) предложил рассматривать материал, частицы которого могли бы двигаться одна относительно другой совершенно свободно, без какого-либо сопротивления. Это — жидкость, не обладающая какой-либо вязкостью, которая была названа идеальной жидкостью и которую можно назвать наскалев-ской жидкостью. Как евклидово тело, так и паскалевская жидкость не характеризуются никакими физическими постоянными, кроме массы. Следовательно, эти тела находятся вне области реологии. Затем в механику были введены два идеальных материала, характеризующиеся физическими постоянными и поэтому принадлежащие реологии (которая тогда еще не существовала). Эти тела были названы соответственно гуковым телом и ньютоновской жидкостью. Они являются классическими телами. В таких учебниках, как учебник Лява (1927 г.) по теории упругости и учебник Лэмба (Lamb, 1932 г.) по гидродинамике, задачи для этих тел сведены к задачам прикладной математики, после чего можно забыть об их физическом [c.124]

Первый вопрос, который исследовал Ф. Леблан, имел большое значение при определении качества материалов, исследовавшихся в то время. Свою первую серию экспериментов Леблан посвятил тому, чтобы узнать, будет ли длинная проволока с большим числом дб( )ектов иметь меньшее среднее сопротивление, чем короткая. Он получил отрицательный ответ. Этот вопрос, очевидно, относился к однородности материала. Поэтому Леблан нарезал холоднотянутую проволоку длиной 150 м диаметрами от 0,003 до 0,0035 м на отрезки длиной 2 м и 26 м. Результаты его 24 опытов (по 12 для образцов каждой длины) на растяжение, доводимого до разрушения, представлены в табл. 4. Полученное распределение разрушающих нагрузок ясно показывает, что железная проволока 30-х гг. прошлого века была достаточно однородна, чтобы с нею можно было выполнять серьезные эксперименты. [c.70]

В теории сопротивления материалов, начальное развитие которой мы проследили в предыдущих главах, задачи определения прогибов и напряжений в балках решаются в предположении, что поперечные сечения балки в процессе ее деформирования остаются плоскими и материал балки следует закону Гука. В начале XIX века были предприняты попытки подвести под механику упругого тела более глубокое обоснование. Еще со времени Ньютона существовало убеждение в том ), что свойство упругости тел может быть объяснено силами притяжения и отталкивания, действующими между мельчайшими частицами этих тел. Это представление было развито Бошковичем ), который ввел предположение, что между каждыми двумя неделимо-мельчайшими частицами тела по соединяющей их прямой действуют силы, обнаруживающие себя как притяжение при некоторых [c.128]

Не так обстояло дело в XIX в. с механикой жидкости и газа. Инженерная практика накопила к началу века уже довольно много сведений по гидравлике трубопроводов и открытых русел, и XIX в. продолжал приносить новый обширный материал о сопротивлении при течении жидкостей и движении в них тел. Однако математическая теория не давала ответа на самый актуальный вопрос — о величине гидродинамического сопротивления. Успехи обш,ей гидродинамики определялись в течение века главным образом накоплением теоретических результатов, имевших изяш,ную математическую формулировку, но почти не связанных с практическими приложениями (за исключением отчасти теории приливных волн). Соединение инженерной гидравлики с гидродинамикой произошло лишь в XX в. [c.46]

Замечательно, что первые высказывания древних философов иа этот счет относятся к движению тел, а не к равновесию их. Сравнительная медленность движений, наблюдавшихся в то время, при полном отсутствии правильных представлений об инертности тел и движении по инерции (материя косна, всякое движение поддерживается силой и прекращается после ее исчезновения), не позволили древним обнаружить основное гидроаэродинамическое явление — сопротивление воды и воздуха движущимся в них телам. Наоборот, практика использования ветра для приведения в движение парусных кораблей, точно 1ак же как и применение весел для той же цели в безветрие, наталкивали наблюдателя на мысль о движущей роли воздуха и воды. Не удивителыш поэтому, что в известном трактате Физика великого античного философа Аристотеля (384—322 гг. до н. н. э.), где можно найти первые в истории науки следы аэродинамических идей, выска- >.ывается утверждение о пропульсивном, как мы сейчас говорим, т. е. двигательном действии воздуха на метательный снаряд. По воззрениям того времени снаряд не мог двигаться сам, без непрерывного приложения к нему силы. Аристотель находит источник этой силы в действии на снаряд воздуха, смыкающегося за снарядом и толкающего его вперед. Вместе с тем Аристотель ничего не говорит о направленном против движения действии воздуха на лобовую часть — сопротивлении снаряда. Пройдет много веков и Ньютон создаст теорию сопротивления, основанную на ударном действии частиц воздуха на лобовую часть обтекаемого тела, но при этом не будет учитывать указанную Аристотелем силу, действующую на кормовую часть тела, и только в середине XVIII в. Даламбер соединит эти две силы и придет к поразившему в свое время умы парадоксу об отсутствии сопротивления в идеальной жидкости. В свете этого исторического факта можно правильно оценить глубину идей Аристотеля, как бы они ни казались нам в настоящее время односторонними и далекими от действительности. [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...