The mechanika materiálů prostudujte si reakce objektů na aplikovaná externí zatížení. Znalost takových odpovědí závisí na tom, že konstrukce strojů, mechanismů a konstrukcí je efektivnější..
Aby byl návrh adekvátní, je nutné vzít v úvahu napětí a deformace působící na objekt. Každý materiál má svou vlastní odezvu podle svých charakteristik.
Mechanika materiálů je zase založena na statice, protože musí využívat své metody a koncepty, jako jsou různá zatížení nebo síly a momenty, kterým mohou být tělesa během provozu vystavena. Je také nutné vzít v úvahu rovnovážné podmínky rozšířeného těla.
Tímto způsobem je důkladně studována odolnost, tuhost, pružnost a stabilita těles..
Mechanika materiálů je také známá jako odolnost materiálů nebo mechanika pevných látek.
Rejstřík článků
Od počátku lidstva lidé zkoušeli metodou pokusů a omylů vlastnosti materiálů v jejich prostředí. Není těžké si představit pracovité řemeslníky z doby kamenné, kteří si vybírají správné kameny, aby si vyřezali hroty šípu..
Se sedavým životním stylem se začaly budovat struktury, které se postupem času vyvinuly v monumentální budovy národů starověkého Egypta a Mezopotámie.
Tito stavitelé dobře znali odezvu materiálů, které použili, až do té míry, že i dnes chrámy, pyramidy a paláce, které opustili, stále způsobují úžas..
Totéž lze říci o inženýrství starověkých Římanů, pozoruhodném pro jeho design, při kterém aplikovali oblouky a klenby, stejně jako úspěšné použití materiálů.
Formalismus mechaniky materiálů se objevil o staletí později díky experimentům velkého Galileo Galileiho (1564 - 1642), který studoval účinky zatížení na tyče a nosníky vyrobené z různých materiálů..
Galileo odešel odráží ve své knize Dvě vědecké jeskyně jejich závěry o poruchách konstrukcí, jako jsou konzolové nosníky. Později položil Robert Hooke (1635-1703) základy teorie pružnosti slavným Hookeovým zákonem, který říká, že deformace, pokud je malá, je úměrná napětí.
Isaac Newton (1642-1727) stanovil pohybové zákony, které definují působení sil na objekty, a nezávisle na Gottfriedovi Leibnitzovi vynalezl matematický kalkul, základní nástroj pro modelování účinků sil..
Později, počátkem 18. století, několik významných francouzských vědců provedlo experimenty s materiály: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame a Navier, nejpozoruhodnější. Ten je autorem prvního textu moderní mechaniky materiálů.
Současně se matematika vyvinula, aby poskytla nástroje pro řešení složitějších mechanických problémů. Pozoruhodné jsou experimenty Thomase Younga (1773-1829), který určil tuhost různých materiálů.
Mnoho problémů je dnes řešeno pomocí numerických metod a počítačových simulací, protože pokračuje pokročilý výzkum v oblasti vědy o materiálech.
Mechanika materiálů studuje skutečné pevné látky, ty, které se mohou deformovat působením sil, na rozdíl od ideálních pevných látek, které jsou nedeformovatelné. Ze zkušeností je známo, že skutečné materiály mohou být zlomeny, roztaženy, stlačeny nebo ohnuty podle zatížení, které zažívají..
Z tohoto důvodu lze mechaniku materiálů považovat za další krok ke statice. V tomto se uvažovalo, že tělesa jsou nedeformovatelná, následuje zjištění, jak se deformují, když na ně působí vnější síly, protože díky těmto silám se vnitřní síly vyvíjejí v reakci na objekty.
Deformace těla a nakonec prasknutí závisí na intenzitě těchto snah. Mechanika materiálů pak poskytuje základy pro efektivní návrh dílů a konstrukcí bez ohledu na materiál, z něhož jsou vyrobeny, protože vyvinutá teorie platí pro všechny z nich..
Reakce materiálů závisí na dvou základních aspektech:
-Vytrvalost
-Tuhost
Odporem předmětu se rozumí jeho schopnost odolat úsilí bez rozbití nebo zlomení. V tomto procesu se však objekt může deformovat a jeho funkce ve struktuře se podle jeho tuhosti sníží..
Čím je materiál tužší, tím méně má tendenci se pod tlakem deformovat. Samozřejmě, kdykoli je objekt pod tlakem, podstoupí určitý druh deformace, která může nebo nemusí být trvalá. Myšlenka je, že tento objekt nepřestane fungovat správně i přes to..
Mechanika materiálů bere v úvahu účinky různých snah, které klasifikuje podle jejich tvaru nebo doby trvání. Vzhledem ke svému tvaru lze usilovat o:
A vzhledem k jeho rychlosti jsou tyto snahy:
Kdykoli máte konstrukci, strojní zařízení nebo jakýkoli předmět, bude vždy vystaven četným snahám odvozeným z jeho použití. Jak již bylo zmíněno dříve, tato napětí způsobují deformace a případná přetržení: paprsky se mohou vzpínat s rizikem kolapsu nebo se mohou zlomit zuby ozubeného kola..
Materiály používané v různých nádobách, strojích a konstrukcích musí být tedy vhodné, nejen aby byla zajištěna jejich správná funkce, ale musí být také bezpečné a stabilní..
Obecně platí, že mechanika materiálů funguje takto:
V prvním případě se analyzuje konstrukce, jejíž geometrie je známa, přičemž se určí síly a deformace, aby se zjistilo maximální zatížení, které lze aplikovat a které nepřekračuje předem stanovenou mez deformace..
Další možností je určit rozměry konstrukce, určitá zatížení a povolené hodnoty napětí a deformace..
Tímto způsobem je mechanika materiálů aplikována zaměnitelně na různé oblasti:
Tímto způsobem je mechanika materiálů umístěna jako základ vědy a inženýrství materiálů, multidisciplinárního oboru s pozoruhodným pokrokem v poslední době..
Zatím žádné komentáře