Всего на сайте:
248 тыс. 773 статей

Главная | Механика

История развития науки о механике материалов  Просмотрен 109

Лекция №1

Тема: «Основные понятия и определения»

Вопросы:

Предмет, содержание и задачи курса

История развития науки

Виды тел. Расчетная схема

Допущения, принимаемые в механике материалов

Внешние силы и их классификация

 

Предмет, содержание и задачи курса

Здания, сооружения, машины перед тем, как построить рассчитывают, т.е. определяют необходимые размеры, подбирают материал, придают нужную форму и т.д. Изложение теории и методов инженерных расчетов составляет содержание курса механика материалов.

Механика материалов рассматривает три задачи: расчет на прочность, расчет на жесткость и расчет на устойчивость.

Прочностью называется способность материала или конструкции воспринимать различные воздействия (нагрузки, температурные перепады, просадки грунтов и т.п.), не разрушаясь и не претерпевая беспрепятственного деформирования. Под разрушением подразумевается полное нарушение целостности тела (конструктивного элемента) вследствии накопления повреждений и развития трещин. Расчет элементов конструкции на недопущение разрушения называется расчетом на прочность.

Под действием нагрузки элементы конструкции деформируются. Если величина деформации чрезмерно велика (больше допустимой) может нарушиться его нормальная эксплуатация, хотя прочность еще не нарушена. В таком случае говорят, что элемент конструкции имеет недостаточную жесткость. Поэтому расчет на ограничение деформаций называется расчетом на жесткость.

Помимо прочности и жесткости конструкции и их элементы должны обладать устойчивостью, т.е. способностью сохранять под нагрузкой первоначальную форму равновесия. Если малое приращение нагрузки вызывает сильное нарастание отклонения элемента конструкции от положения равновесия, то говорят, что элемент потерял устойчивость.

Вопрос обеспечения устойчивости возникает при расчете тонких сжатых стержней и может происходить при нагрузках безопасных с точки зрения прочности и жесткости. Например, тонкий длинный стержень при сжатии вдоль оси силой, превышающей критическое значение, изгибается, т.е.

теряет устойчивость.

Расчет, направленный на недопущение потери устойчивости, называют расчетом на устойчивость.

 

История развития науки о механике материалов

История отмечает долгий путь развития человеческих знаний в области прочностных расчетов инженерных конструкций. Раньше обходились без расчетов в современном понимании этого слова. Специалисты – ремесленники строили сооружения с большим запасом прочности и, следовательно, с громадной затратой материалов, труда и времени. После многих попыток, сопровождавшихся в ряде случаев катастрофами, создавались более или менее удачные сооружения. Каждая неудача порождала опыт, а каждое удачное сооружение служило в дальнейшем образцом. Опыт накапливался из поколения в поколение. Например, было установлено, что высота колонны не должна превышать 12 диаметров.

Основоположником науки о механике материалов является итальянский ученый Галилео Галилей. Он в 1638 году опубликовал результаты своих исследований по прочности колонн и изгибу балок под нагрузкой.

Английский ученый Гук в 1678 году опубликовал основной закон деформирования упругих тел. Сущность этого закона состоит в том, что удлинение пропорционально растягивающим нагрузкам, получило в дальнейшем название закона Гука и является основой теории механики материалов.

Французский физик Мариотт изучал вопросы изгибной прочности балок и пластин, а также тонкостенных труб под внутренним давлением.

Бернулли установил основную формулу для расчета деформации при изгибе.

Эйлером написаны следующие работы: “О распространении удара”, “Об устойчивости сжатых стержней”, “О поперечных колебаниях стержней”.

Кулон исследовал изгиб балок, сжатие колонн, кручение, кpутильные колебания.

Французский ученый Навье известен, главным образом, работами в теории упругости. Им же рассмотрен вопрос расчета оболочек и некоторые задачи продольно-поперечного изгиба.

Английский ученый Юнг ввел понятие модуля упругости, установил наличие поперечных деформаций при растяжении и сжатии.

В 1855 году опубликованы выдающиеся работы русского инженера Журавского, открывшего касательные напряжения при изгибе и разработавшего их теорию, давшего расчет составных балок, а также теорию и расчет ферм мостов.

В 1853 году создается первая в России механическая лаборатория, ставшая центром исследования прочности материалов и школой подготовки кадров.

Из русских ученых следует отметить Гадолина. Разработавшего теорию скрепленных труб; Головина, давшего точное решение задачи о напряжениях в кривых брусьях: Ясинского, создателя практических методов решения задач на устойчивость; Бубнова, основоположника строительной механики корабля.

В советский период следует отметить ученых Галеркина, Папковича, Беляева, Крылова, Гвоздева и др.

 

Предыдущая статья:Домашнее задание. 1. В лесных массивах сосна доминирует над елью. 2. В ночь на 30 сент.. Следующая статья:Виды тел. Расчетная схема
page speed (0.0317 sec, direct)