Podstawy wytrzymałości materiałów (wyd.III poprawione i uzupełnione, 2010) autor: Zbigniew L. Kowalewski
stron: 376
format: B5
oprawa: miękka
ISBN:
[zasłonięte]978-8307-893-3
W podręczniku przedstawiono wiadomości dotyczące zagadnień z wytrzymałości materiałów, ujęte w trzynastu rozdziałach. Wiele uwagi poświęcono omówieniu podstawowych pojęć oraz analizie przypadków obciążeń – zarówno prostych, jak i złożonych. W stosunku do pierwszego wydania skryptu materiał uzupełniono o zagadnienia związane ze zmęczeniem. Dołączono także obszerny dodatek, w którym zamieszczono rozwiązania kilkunastu zadań dla układów belkowych i ramowych w celu lepszej prezentacji i szybszego opanowania metodyki określania sił przekrojowych.
Podręcznik może być wykorzystywany na wszystkich wydziałach mechanicznych uczelni technicznych.
SPIS TREŚCI: Przedmowa do wydania trzeciego 9
1. WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW 11 1.1. Uwagi wstępne 11
1.2. Zadania wytrzymałości materiałów 12
1.3. Podstawowe pojęcia wytrzymałości materiałów 13
1.4. Podstawowe uproszczenia stosowane w wytrzymałości materiałów 15
1.4.1. Siły wzajemnego oddziaływania dwóch atomów ciała stałego 16
1.5. Definicja naprężeń i stan napięcia 19
1.5.1. Pojęcie naprężenia średniego i naprężenia w danym punkcie 20
1.5.2. Pojęcie stanu naprężenia 20
1.5.3. Rodzaje stanu naprężenia w punkcie 21
1.5.4. Podział pól naprężeń ze względu na jednorodność 21
1.5.5. Składowe stanu naprężenia 21
1.6. Podział prostych przypadków obciążeń 22
1.7. Zasada de Saint-Venanta 24
1.8. Układy jednostek w obliczeniach wytrzymałościowych 26
2. MOMENTY STATYCZNE I MOMENTY BEZWŁADNOŚCI FIGUR PŁASKICH 27 2.1. Momenty statyczne figur płaskich 27
2.2. Momenty bezwładności figur płaskich 28
2.2.1. Pojęcie promienia bezwładności 29
2.2.2. Momenty bezwładności względem osi równoległych 31
2.2.3. Odśrodkowy moment bezwładności (moment dewiacji) 32
2.2.4. Momenty bezwładności względem osi obróconych 35
2.2.5. Osie główne i momenty bezwładności względem osi głównych 37
2.2.6. Wykreślny sposób wyznaczania momentów bezwładności 40
2.2.7. Przykłady obliczeniowe 42
3. PROSTE PRZYPADKI OBCIĄŻENIA 46 3.1. Rozciąganie i ściskanie 46
3.1.1. Prawo Hooke'a (1676) 46
3.1.2. Określanie właściwości mechanicznych materiałów 49
3.1.3. Naprężenia dopuszczalne, współczynnik bezpieczeństwa 53
3.1.4. Zasada superpozycji 54
3.1.5. Układy statycznie niewyznaczalne 56
3.1.6. Naprężenia cieplne (termiczne) 59
3.1.7. Naprężenia montażowe 60
3.1.8. Uwzględnianie wpływu ciężaru własnego przy rozciąganiu 61
3.2. Skręcanie prętów o przekroju kołowym 63
3.2.1. Pojęcie momentu skręcającego 63
3.2.2. Wyprowadzenie zależności określających wartości naprężeń w dowolnym punkcie przekroju poprzecznego wałka i wartości kąta skręcenia 64
3.2.3. Pojęcie wskaźnika wytrzymałości przekroju na skręcanie 68
3.2.4. Praca momentu skręcającego 69
3.2.5. Obliczenia wytrzymałościowe elementów skręcanych 70
3.2.6. Wykresy momentów skręcających i kątów skręcenia 71
3.2.7. Skręcanie prętów o przekrojach poprzecznych nieokrągłych 74
3.2.8. Naprężenia i odkształcenia w sprężynach śrubowych walcowych o małym kącie pochylenia zwojów 76
3.2.9. Zagadnienia statycznie niewyznaczalne przy skręcaniu 79
3.3. Zginanie prętów prostych 81
3.3.1. Uwagi wstępne 81
3.3.2. Rodzaje zginania 84
3.3.3. Definicje sil normalnych, sił tnących (poprzecznych) i momentów gnących 85
3.3.4. Zależność pomiędzy momentem zginającym, siłą poprzeczną a natężeniem obciążenia ciągłego w prętach prostych — twierdzenie Schwedlera-Żurawskiego 86
3.3.5. Wykresy momentów zginających i sił poprzecznych 88
3.3.6. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia w przypadku czystego zginania 88
3.3.7. Obliczenia wytrzymałościowe belek zginanych 96
3.4. Czyste ścinanie 96
3.4.1. Odkształcenia przy czystym ścinaniu 99
3.4.2. Ścinanie technologiczne 101
4. TEORETYCZNE PODSTAWY WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW 107 4.1. Podstawowe pojęcia stosowane w analizie stanu naprężenia i odkształcenia 107
4.1.1. Pojęcie stanu naprężenia w punkcie 107
4.1.2. Sposoby określania stanu naprężenia 108
4.2. Analiza stanu naprężenia i odkształcenia 110
4.2.1. Analiza jednowymiarowego stanu naprężenia 110
4.2.2. Analiza dwuwymiarowego stanu naprężenia 113
4.2.3. Analiza trójwymiarowego stanu naprężenia 123
4.2.4. Analiza stanu odkształcenia 125
4.3. Energia odkształcenia sprężystego 132
4.3.1. Energia odkształcenia sprężystego dla prostych przypadków obciążania 132
4.3.2. Energia właściwa odkształcenia sprężystego w przypadku trójwymiarowego stanu naprężenia 139
4.3.3. Przykłady obliczania energii potencjalnej odkształcania sprężystego w złożonych przypadkach obciążenia 144
5. PRZEGLĄD WYBRANYCH HIPOTEZ WYTRZYMAŁOŚCIOWYCH 147 5.1. Pojęcie wytężenia materiału 147
5.2. Przegląd hipotez wytrzymałościowych 148
5.2.1. Hipoteza największego naprężenia normalnego 149
5.2.2. Hipoteza największego odkształcenia jednostkowego 150
5.2.3. Hipoteza największego naprężenia stycznego 152
5.2.4. Hipoteza energii właściwej odkształcenia sprężystego 155
5.2.5. Hipoteza energii odkształcenia czysto postaciowego 156
5.2.6. Hipoteza niezmienników stanu naprężenia 160
6. WYTRZYMAŁOŚĆ ZŁOŻONA 165 6.1. Zginanie ukośne prętów prostych 165
6.2. Zginanie z. rozciąganiem lub ściskaniem 170
6.3. Mimośrodowe ściskanie lub rozciąganie 173
6.4. Zginanie ze skręcaniem 176
6.5. Zginanie belek z udziałem sił poprzecznych 181
7. LINIE UGIĘCIA BELEK 189 7.1. Metoda analityczna określania linii ugięcia belek zginanych 200
7.2. Metoda Clebscha wyznaczania linii ugięcia belek przy kilku przedziałach całkowania 202
7.3. Metoda analityczno-wykreślna określania linii ugięcia belek zginanych 206
7.3.1. Podstawy metody analityczno-wykreślnej 208
7.3.2. Sposoby doboru belki zastępczej 210
7.4. Zagadnienia statycznie niewyznaczalne przy zginaniu belek 218
8. WYBOCZENIE PRĘTÓW PROSTYCH 222 8.1. Pojęcie wyboczenia i jego typowe przypadki 222
8.2. Zagadnienie Eulera 224
8.3. Zależności opisujące wyboczenie niesprężyste 229
8.3.1. Wzór Tetmajera-Jasińskiego 229
8.3.2. Wzór Johnsona-Ostenfelda 230
8.4. Obliczenia wytrzymałościowe na wyboczenie 231
8.4.1. Tok postępowania przy prowadzeniu obliczeń sprawdzających (wyznaczanie siły dopuszczalnej) 231
8.4.2. Tok postępowania przy prowadzeniu obliczeń projektowych (wymiarowanie) 232
9. METODY ENERGETYCZNE 234 9.1. Wiadomości wstępne 234
9.2. Energia sprężysta układów Clapeyrona 238
9.3. Twierdzenie Castigliana 240
9.4. Twierdzenie Bettiego 243
9.5. Twierdzenie Menabrei 248
9.6. Wyznaczanie przemieszczeń w układach statycznie wyznaczalnych metodą Maxwella-Mohra 251
10. WYBRANE ZAGADNIENIA TEORII POWŁOK 259 10.1. Uwagi wstępne 259
10.2. Teoria błonowa cienkościennych powłok osiowosymetrycznych 259
10.2.1. Naprężenia w powłoce kulistej 262
10.2.2. Naprężenia w walczaku 263
11. OBLICZANIE RUR GRUBOŚCIENNYCH 265 11.1. Stan naprężenia i odkształcenia w rurze grubościennej 265
11.2. Wytężenie materiału rury grubościennej 269
11.3. Sposoby zwiększania jednorodności rozkładu naprężeń po grubości rury grubościennej 271
12. BELKI NA PODŁOŻU SPRĘŻYSTYM 273 12.1. Interpretacja fizyczna kolejnych pochodnych równania linii ugięcia belki 273
12.2. Równanie linii ugięcia belki spoczywającej na sprężystym podłożu 275
12.3. Równanie linii ugięcia belki nieskończenie długiej na podłożu sprężystym 277
12.4. Przykłady warunków brzegowych do wyznaczania stałych całkowania 278
12.4.1. Belka nieskończenie długa obciążona w środku siłą skupioną P 278
12.4.2. Belka z jednostronnym ograniczeniem długości siła skupioną P 279
12.4.3. Belka z obustronnym ograniczeniem długości obciążona w środku siłą skupioną P 279
12.4.4. Belka z obustronnym ograniczeniem długości obciążona ciągłym obciążeniem o stałym natężeniu q 280
13. ZMĘCZENIE MATERIAŁÓW 281 13.1. Charakterystyka okresowo zmiennych obciążeń 281
13.1.1. Badania przy sterowaniu badań sygnałem odkształcenia 282
13.1.2. Badania przy sterowaniu badań sygnałem naprężenia 283
13.2. Miejsca występowania zjawiska zmęczenia i jego efekty 285
13.3. Kierunki badań procesu zmęczenia i ich główne zadania 285
13.4. Zadania badań procesu zmęczenia 286
13.5. Opis cyklicznej deformacji metali 286
13.6. Zmęczenie wysokocyklowe 288
13.6.1. Charakterystyki właściwości zmęczeniowych w zakresie dowolnych obciążeń niesymetrycznych 290
13.7. Podstawowe zjawiska zmęczeniowe 292
13.8. Przykładowe opisy zmęczenia materiału 295
Dodatek 1 - Tablice parametrów mechanicznych wybranych materiałów 297
Dodatek 2 - Przykłady analizy sił przekrojowych w układach belkowych i ramowych 303
D2.1. Przykłady rozwiązań zadań dla układów belkowych 305
D2.2. Przykłady rozwiązań zadań dla układów ramowych 361
D2.3. Zadania do samodzielnego rozwiązania 370
Bibliografia 375
