• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Wytrzymałość materiałów

    Przeczytaj także...
    Układ konstrukcyjny – pewna całość zbudowana z różnych elementów konstrukcyjnych takich jak: pręty, płyty, tarcze i powłoki.Statyka – drugi po kinetyce dział dynamiki (będącej działem mechaniki), zajmujący się równowagą układów sił działających na ciało pozostające w spoczynku lub poruszające się ruchem jednostajnym i prostoliniowym. W przeciwieństwie do kinetyki, statyka zajmuje się zrównoważonymi układami, w których nie powstają siły bezwładności.
    Naprężenie – miara gęstości powierzchniowej sił wewnętrznych występujących w ośrodku ciągłym. Jest podstawową wielkością mechaniki ośrodków ciągłych. Jednostką naprężenia jest paskal.
    Rozkład naprężeń podczas zginania belki (metoda elementów skończonych)

    Wytrzymałość materiałów – dziedzina wiedzy inżynierskiej, część inżynierii mechanicznej, zajmująca się analitycznym i eksperymentalnym badaniem zjawisk zachodzących w materiałach konstrukcyjnych i konstrukcjach poddanych obciążeniom zewnętrznym. Obciążenia takie wywołują powstawanie w materiale sił wewnętrznych w postaci naprężeń oraz wywołanych przez nie odkształceń.

    Wyboczenie w wytrzymałości materiałów – zjawisko gwałtownego przejścia od jednej postaci deformacji - osiowego ściskania pręta do jakościowo innej postaci deformacji - zginania. Zjawisko to powoduje gwałtowną redystrybucję sił wewnętrznych, przez co jest niebezpieczne dla konstrukcji. Zjawisko wyboczenia jest szczególnym przypadkiem szerszej grupy zjawisk określanych jako utrata stateczności konstrukcji.Ścinanie – odkształcenie ciała spowodowane naprężeniem stycznym do jego powierzchni. W wytrzymałości materiałów, ścinanie traktuje się również jako stan obciążenia spowodowany takimi naprężeniami. Naprężenie styczne do powierzchni ciała nazywane jest naprężeniem ścinającym.

    Zależność pomiędzy naprężeniami i odkształceniami dla małych odkształceń opisuje prawo Hooke'a.

    Podstawowym zadaniem obliczeniowym jest w wytrzymałości materiałów określenie stanu wytężenia materiału.

    Ze względu na trudności w opisie trójwymiarowych zjawisk wytrzymałościowych dla ogólnego przypadku obciążenia rzeczywistego ciała materialnego, w praktyce inżynierskiej dokonuje się szeregu uproszczeń. Zakłada się, że:

  • materiał, z jakiego ciało materialne jest wykonane, jest jednorodny, izotropowy i ciągły.
  • naprężenia uśredniają się w przekrojach (zasada de Saint-Venanta).
  • obciążenie można zredukować do kilku typowych przypadków, oraz że w przypadku obciążeń złożonych można dokonywać superpozycji tych prostych przypadków. Zalicza się do nich:
  • rozciąganie
  • ściskanie
  • zginanie
  • ścinanie
  • skręcanie
  • docisk
  • Podstawowe zagadnienia, jakimi zajmuje się wytrzymałość materiałów, to:

    Siły wewnętrzne – siły występujące pomiędzy elementami układu ciał. Nazwa wewnętrzne odróżnia je od oddziaływań zewnętrznych, pochodzących spoza tego układu.Zginanie – w wytrzymałości materiałów stan deformacji, przy którym prosty w stanie niezdeformowanym pręt, po deformacji jest zakrzywiony (wykazuje różną od zera krzywiznę).
  • wyznaczanie naprężeń, odkształceń i określanie wytężenia w:
  • prętach
  • płytach
  • tarczach
  • powłokach
  • bryłach
  • stateczność ściskanych prętów prostych tzw. wyboczenie
  • wpływ karbu lub spiętrzenie naprężeń
  • zagadnienia zmęczenia materiałów, reologii
  • Do wytrzymałości materiałów bywa czasem zaliczana także statyka i dynamika układów konstrukcyjnych złożonych z poszczególnych elementów: prętów, płyt, tarcz, powłok i brył.

    Wytężenie materiału – w wytrzymałości materiałów stan materiału obciążonego siłami zewnętrznymi, w którym istnieje niebezpieczeństwo przejścia w stan plastyczny – przekroczenie granicy sprężystości, jeśli materiał taką posiada – lub utrata spójności (pękniecie, przełom, dekohezja).Obciążenia zewnętrzne, siły zewnętrzne – oddziaływania, jakim podlega ciało lub układ konstrukcyjny ze strony jego otoczenia. W ogólności mogą to być przyłożone do niego pewne obciążenia skupione (siły lub momenty) bądź rozłożone na pewnej jego powierzchni. Do takich obciążeń zalicza się również oddziaływania termiczne.

    Założenie o izotropowości nie zawsze może być stosowane w odniesieniu do coraz powszechniej stosowanych materiałów kompozytowych. Materiały te w ogólności charakteryzują się anizotropowością, lecz często są tak wykonane, że można wyróżnić w nich trzy wzajemnie prostopadłe płaszczyzny symetrii własności materiałowych - wtedy materiały takie nazywamy ortotropowymi.

    Spiętrzenie naprężeń – naprężenia, które występują w pobliżu karbu lub otworu badanej próbki. Mają one rozkład niejednorodny. Maksymalna wartość naprężenia pojawia się na dnie karbu.Docisk w wytrzymałości materiałów - stan obciążenia materiału, w którym punktowa lub powierzchniowa siła zewnętrzna działa na powierzchnię ciała. Takie obciążenie powoduje pojawienie się w warstwie powierzchniowej naprężeń. Docisk występuje przy wszelkiego rodzaju uchwytach, łożyskach, w parach kinematycznych oraz w połączeniach nitowych, klinowych i wpustowych.



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Reologia (od gr. rhéos płynący) – dział mechaniki ośrodków ciągłych zajmujący się plastycznymi deformacjami (odkształceniami) oraz płynięciem materiałów. Termin reologia został zaproponowany przez Eugene’a Binghama w 1920 r. pod wpływem sugestii Markusa Reinera, zainspirowanej przez słynne stwierdzenie Heraklita „panta rhei”, czyli „wszystko płynie”.
    Skręcanie - w wytrzymałości materiałów stan obciążenia materiału, w którym na materiał działa moment, nazwany momentem skręcającym, działający w płaszczyźnie przekroju poprzecznego materiału. Powoduje on występowanie naprężeń ścinających w płaszczyźnie równoległej do płaszczyzny działania momentu. Skręcanie występuje w prętach, którymi najczęściej są wały. Wyróżniamy 2 podstawowe przypadki skręcania:
    Zasada de Saint-Venanta – uproszczenie powszechnie przyjmowane w wytrzymałości materiałów. Zasada mówi, że jeśli na sprężyste ciało działa układ sił statycznych przyłożonych na powierzchni małej w stosunku do powierzchni całego ciała i zastąpimy ten układ sił dowolnym innym układem – jednak statycznie mu równoważnym (o równej sumie układu i sumie momentów sił układu względem dowolnego punktu) – to istnieje taki przekrój tego ciała, dostatecznie odległy od miejsca przyłożenia sił, że różnice w naprężeniach, odkształceniach i przemieszczeniach, pochodzących od obu przypadków obciążenia, są dowolnie małe (tzn. wpływ działających sił uśrednia się).
    Jednorodność – wykazywanie jednakowych właściwości (rozszerzalność termiczna, przewodnictwo elektryczne, współczynnik załamania światła, szybkość wzrostu i rozpuszczania) w każdym małym obszarze objętości danej substancji w skali makroskopowej.

    Reklama