ВСТУП

Опір матеріалів - це розділ механіки, якій вивчає інженерні методи розрахунків на міцність, жорсткість і стійкість елементів конструкцій та споруд, їх взаємодію між собою та іншими конструкціями [1-3].

Основним елементом, що розглядає опір матеріалів, є брус (стержень, балка, вал) із прямолінійною віссю (прямолінійній брус), тобто тіло, у якого розмір в одному напрямку набагато більше двох інших розмірів.

Розрахунки на міцність полягають у визначенні, чи буде конструкція протистояти зовнішнім впливам, чи зруйнується під дією цих навантажень.

Метою розрахунків на жорсткість є визначення таких розмірів елементів конструкцій, при яких зміна розмірів і форми не перевищує заданих величин, що визначаються з умов експлуатації.

Стійкість конструкції - це її здатність зберігати свою форму рівноваги. У процесі експлуатації часто виявляється, що деформації багатьох конструкцій при дії деякого виду навантажень незначні, поки їхні величини менше деяких значень, що називаються критичними. При навантаженнях, що перевищують критичні значення, деформації конструкції різко зростають. І вона приймає іншу від первісної форму рівноваги, унаслідок чого руйнується або втрачає свої експлуатаційні характеристики. Розрахунок конструкції, що має метою не допустити втрати стійкості, називається розрахунком на стійкість.

Для того, щоб конструкція цілком відповідала вимогам міцності, жорсткості та стійкості, а отже була надійна в експлуатації, треба надати її елементам найбільш раціональної форми і, знаючи властивості матеріалів, з яких вона виготовляється, визначити відповідні розміри залежно від навантаження та його характеру. При проведенні розрахунків необхідно сполучити розглянуті вище характеристики з дешевиною, що є наслідком економії матеріалу.

Опір матеріалів - теоретично-експериментальна наука. Вона розробляє аналітичні методи розрахунку елементів конструкцій, а також експериментально вивчає механічні властивості матеріалів [4-5].

У опорі матеріалів задачі поділяють на прямі, зворотні і задачі оптимізації [6-8].

Пряма задача припускає, що відомо геометрію тіла (форма, розмір, умови закріплення), зовнішні навантаження на нього (зосереджені і розподілені), механічні властивості матеріалу. Вона складається у визначенні напружень, деформацій і переміщень у тілі.

Зворотна задача припускає, що цілком чи частково відомі напруження чи переміщення в тілі, при цьому необхідно визначити зовнішні навантаження, геометричні чи механічні характеристики тіла.

Завдання оптимізації полягає в тому, що необхідно підібрати зовнішні навантаження, геометричні чи механічні характеристики тіла таким чином, щоб вони відповідали деяким критеріям (максимальна несуча здатність, мінімальна вага, можливість використання більш дешевих матеріалів, і. т. ін.). Пошук оптимального рішення, як правило, припускає розв'язання деякої кількості прямих задач.

Основи опору матеріалів були закладені дослідженнями Галілея, Ньютона, Гука й отримали розвиток у працях таких видатних вчених, як Бернуллі, Лаплас, Лагранж, М. Є. Жуковській, С. П. Тимошенко. Наприкінці XX-го сторіччя величезний вклад у розвиток опору матеріалів внесли М. М. Бєляєв, В. Г. Піскунов, В. І. Феодосьєв, Ю. Н. Шевченко та ін.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я