Mechanika materiałów i konstrukcji. Tom 1

Spis treści ebooka

Od autorów 7

Wstęp 9

Cel i zakres mechaniki materiałów i konstrukcji 9

Modele konstrukcji ich funkcje, podział, zasady tworzenia 10

Podstawy i metody analizy w mechanice konstrukcji 13

Podział wytrzymałościowych problemów inżynierskich 15

Część I PODSTAWY MECHANIKI CIAŁA STAŁEGO

Rozdział 1. Wprowadzenie. Podstawowe pojęcia 17

1.1. Zadania i zakres mechaniki ciała stałego 17

1.2. Siły zewnętrzne i wewnętrzne 18

1.3. Naprężenia 20

1.4. Deformacja ciała stałego 21

1.5. Materiał rzeczywisty i jego idealizacja 23

1.5.1. Charakterystyka materiału rzeczywistego. Wykresy rozciągania dla metali 23

1.5.2. Modele materiałów  ciała idealnie sprężyste, plastyczne i sprężysto-plastyczne 26

1.5.3. Ciała izotropowe i anizotropowe 27

1.6. Idealizacja geometrii ciała i geometrii odkształceń 28

1.7. Ciała liniowe i nieliniowe 30

1.8. Ogólne zasady analizy ustrojów. Kryteria oceny bezpieczeństwa 32

Rozdział 2. Stan naprężenia 35

2.1. Uwagi wstępne 35

2.2. Transformacja płaskiego stanu naprężenia w punkcie 39

2.3. Geometryczny opis transformacji płaskiego stanu naprężenia. Koło Mohra 43

2.4. Transformacja przestrzennego stanu naprężenia w punkcie 50

2.4.1. Podstawowe zależności 50

2.4.2. Kierunki główne i naprężenia główne 54

2.4.3. Maksymalne naprężenia styczne. Część kulista i dewiatorowa tensora naprężenia 56

2.4.4. Geometryczny opis transformacji przestrzennego stanu naprężenia koła Mohra 59

2.5. Przypadki szczególne stanu naprężenia 65

2.6. Równania równowagi 67

Rozdział 3. Stan odkształcenia 70

3.1. Uwagi wstępne 70

3.2. Związki między odkształceniami i przemieszczeniami 73

3.3. Transformacja płaskiego stanu odkształcenia w punkcie 77

3.4. Geometryczny opis transformacji płaskiego stanu odkształcenia. Koło Mohra 81

3.5. Transformacja przestrzennego stanu odkształcenia w punkcie 86

3.6. Zmiana objętości i kształtu. Odkształcenie objętościowe i postaciowe 90

Rozdział 4. Prawa konstytutywne i energia odkształcenia sprężystego 94

4.1. Uwagi wstępne 94

4.2. Uogólnione prawo Hooke’a 95

4.3. Uogólnione prawo Hooke’a dla materiałów izotropowych 97

4.3.1. Przemieszczeniowe równania równowagi 103

4.4. Ciała sprężysto-plastyczne 104

4.4.1. Warunki plastyczności 106

4.4.2. Prawo plastycznego płynięcia 109

4.5. Pełzanie 111

4.6. Energia odkształcenia sprężystego 114

Rozdział 5. Ogólne twierdzenia energetyczne 119

5.1. Zasada prac przygotowanych (wirtualnych). Twierdzenie o minimum całkowitej energii potencjalnej 119

5.2. Zasada dopełniających prac przygotowanych. Twierdzenie o minimum energii dopeł- niającej 124

5.3. Układy liniowo sprężyste 126

5.4. Zasady wzajemności przemieszczeń  i prac 129

5.5. Twierdzenie Castigliano 130

Rozdział 6. Bezpieczeństwo konstrukcji 133

6.1. Ocena bezpieczeństwa konstrukcji. Kryteria zniszczenia 133

6.2. Hipotezy wytrzymałościowe dla materiałów izotropowych 135

6.2.1. Kryteria przejścia w stan plastyczny 136

6.2.2. Naprężenia zredukowane 140

6.2.3. Kryteria zniszczenia hipoteza Mohra 148

Rozdział 7. Mechanizmy zniszczenia 153

7.1. Mechanika pękania 153

7.1.1. Ciało ze szczeliną 153

7.1.2. Szczelina Griffitha 154

7.1.3. Szczelina Griffitha w materiałach ciągliwych 159

7.1.4. Naprężenia w otoczeniu wierzchołka szczeliny 159

7.1.5. Metody hamowania propagacji szczelin 161

7.2. Zmęczenie materiałów 162

7.2.1. Podstawowe pojęcia 162

7.2.2. Wpływ naprężeń średnich na wytrzymałość zmęczeniową 167

7.2.3. Kumulacja uszkodzeń  172

7.2.4. Wpływ wielowymiarowości tensora naprężeń  na wytrzymałość zmęczeniową 175

7.2.5. Wpływ innych czynników na wytrzymałość zmęczeniową 181

7.2.6. Zmęczenie niskocyklowe 182

Rozdział 8. Momenty bezwładności figur płaskich 183

8.1. Podstawowe pojęcia i definicje 183

8.2. Centralne osie bezwładności. Momenty bezwładności względem osi przesuniętych 185

8.3. Momenty bezwładności względem osi obróconych. Transformacja tensora bezwładności. Osie główne i główne centralne 186

8.4. Koło Mohra dla momentów bezwładności 188

8.5. Technika obliczania momentów bezwładności 190

Część II LINIOWE USTROJE JEDNOWYMIAROWE

Rozdział 1. Wprowadzenie 199

1.1. Definicje i założenia 199

1.2. Podstawowe metody analizy ustrojów jednowymiarowych 204

1.3. Klasyfikacja ustrojów jednowymiarowych 210

1.4. Przyjmowany model a konstrukcje rzeczywiste 213

Rozdział 2. Pręty proste pryzmatyczne 217

2.1. Rozciąganie i ściskanie 217

2.1.1. Podstawowe założenia i zależności 217

2.1.2. Przykłady analizy prętów rozciąganych ściskanych 221

2.2. Skręcanie swobodne 229

2.2.1. Podstawowe założenia i zależności 229

2.2.2. Skręcanie prętów o przekroju kołowym 233

2.2.3. Skręcanie prętów o przekrojach zwartych, niekołowych 240

2.2.4. Skręcanie rur cienkościennych 244

2.2.5. Skręcanie prętów cienkościennych o przekroju otwartym 252

2.3. Zginanie 257

2.3.1. Podstawowe pojęcia i założenia 257

2.3.2. Zginanie czyste 272

2.3.3. Zginanie poprzeczne 276

2.3.4. Deformacje przy zginaniu. Linia ugięcia pręta 288

2.3.5. Rozwiązanie w przemieszczeniach problemy statycznie wyznaczalne i nie- wyznaczalne 299

2.3.6. Zginanie ukośne 310

2.3.7. Uwagi końcowe 316

2.4. Obciążenia złożone 319

2.5. Zginanie ze ściskaniem. Problemy stateczności 324

2.5.1. Analiza pracy prętów krępych 324

2.5.2. Analiza pracy prętów wiotkich poddanych ściskaniu i zginaniu 327

2.5.3. Stateczność sprężysta 329

2.5.4. Stateczność poza granicami sprężystości materiału. Ocena bezpieczeństwa prętów ściskanych 333

Rozdział 3. Podstawowe metody analizy konstrukcji prętowych. Zastosowanie zasad energetycznych 340

3.1. Definicje i założenia 340

3.2. Zasada prac przygotowanych. Wyznaczanie przemieszczeń  metodą siły jednostkowej . 343

3.3. Zasady wzajemności prac i przemieszczeń  353

3.4. Twierdzenie Clapeyrona. Energia odkształcenia sprężystego ustrojów prętowych 356

3.5. Twierdzenie o minimum całkowitej energii potencjalnej. Określanie przemieszczeń  metodą Ritza i Galerkina 359

3.6. Twierdzenia Castigliano i Menabrei 367

3.7. Metody rozwiązywania konstrukcji statycznie niewyznaczalnych 372

3.7.1. Metoda sił 372

3.7.2. Metoda przemieszczeń 380

3.8. Symetria konstrukcji i obciążenia. Uproszczenia wynikające z zasady jednoznaczności rozwiązania 384

Rozdział 4. Ramy 388

4.1. Zastosowanie, klasyfikacja, metody rozwiązywania 388

4.2. Ramy płaskie płasko obciążone 391

4.2.1. Pierścień  kołowy obciążony osiowosymetryczne 400

4.3. Ramy płaskie obciążone przestrzennie i ramy przestrzenne 401

4.3.1. Obciążone przestrzennie ramy płaskie 401

4.3.2. Ramy przestrzenne 406

4.3.3. Sprężyna śrubowa 407

4.4. Naprężenia montażowe i cieplne. Wyznaczanie przemieszczeń  w ustrojach statycznie niewyznaczalnych 410

4.5. Uwagi końcowe 417

Rozdział 5. Konstrukcje kratowe 419

5.1. Zastosowanie, klasyfikacja, metody rozwiązywania 419

5.2. Statyka konstrukcji kratowych 424

5.2.1. Model statyczny 424

5.2.2. Zasady budowania kratownic. Kryterium sztywności 425

5.2.3. Metody obliczania kratownic statycznie wyznaczalnych 428

5.2.4. Statycznie niewyznaczalne ustroje kratowe 434

5.2.5. Dobór sztywności elementów kratownicy. Problemy stateczności 439

Bibliografia 443

Skorowidz 446

pokaż cały spis treści

ukryj recenzje