W książce w sposób kompleksowy przedstawiono zarówno podstawy wytrzymałości materiałów, jak i zastosowanie metod komputerowych do rozwiązywania zagadnień z tej dziedziny.
Omówiono modele jednowymiarowe (pręty), dwuwymiarowe (tarcze, płyty, powłoki) i trójwymiarowe (ciała przestrzenne) rzeczywistych obiektów mechanicznych. Zaprezentowano teorię sprężystości i plastyczności oraz obecne poglądy na temat pękania i zmęczenia materiałów. Przedstawiono zagadnienia odkształcalności i wytrzymałości polimerów i kompozytów. Wiele z rozważanych problemów wytrzymałościowych rozwiązano zarówno metodą klasyczną, jak i metodą elementów skończonych (MES).
Uzupełnieniem podręcznika są programy MES, które są dostępne dla każdego w Internecie, oraz zamieszczone na końcu książki, w postaci kolorowych fotogramów, przykłady zastosowania MES do numerycznej analizy wytrzymałościowej.
Podręcznik jest przeznaczony dla studentów wydziałów mechanicznych i budowlanych politechnik oraz dla inżynierów, którzy w pracy zawodowej posługują się nowoczesnymi metodami analizy i projektowania wytrzymałościowego konstrukcji.
Rozdziały:
1.Modelowanie wytrzymałości materiałów / 17 1.1. Charakterystyka modeli i problematyka wytrzymałości materiałów /17 1.2. Momenty bezwładności i zboczenia przekroju pręta / 22 1.3. Siły wewnętrzne i naprężenia w pręcie / 33
2. Wytrzymałość prętów / 49 2.1. Rodzaje elementarnych przypadków wytrzymałości pręta / 49 2.2. Pręt rozciągany lub ściskany / 50 2.3. Pręt skręcany o przekroju kołowym / 54 2.4. Zginanie proste równomierne belki / 60 2.5. Pręt ścinany / 79 2.6. Kryteria wytrzymałości i sztywności pręta / 83
3. Metoda elementów skończonych dla pręta / 105 3.1. Wstęp / 105 3.2. Metoda elementów skończonych dla pręta rozciąganego i skręcanego / 106 3.3. Metoda elementów skończonych dla prętów zginanych (belek) / 122
4. Badania wytrzymałościowe tworzyw / 137 4.1. Pomiar odkształceń / 137 4.2. Rodzaje tworzyw konstrukcyjnych / 138 4.3. Wykresy rozciągania stopów metali / 139 4.4. Pętla histerezy sprężystej, efekt Bauschingera / 144 4.5. Rzeczywisty wykres rozciągania / 145 4.6. Modele uproszczone wykresu rozciągania / 146 4.7. Fizyczne aspekty odkształcalności i wytrzymałości ciał polikrystalicznych / 147
5. Stateczność pręta / 151 5.1. Wyboczenie pręta / 151 5.2. Metoda energetyczna wyznaczania siły krytycznej dla wyboczenia sprężystego / 159 5.3. Stateczność belki zginanej o wąskim przekroju prostokątnym / 163
6. Stan naprężenia i odkształcenia / 167 6.1. Teoria stanu naprężenia / 167 6.2. Teoria stanu odkształcenia / 179 6.3. Transformacja i rodzaje stanu naprężenia i odkształcenia / 192
7. Sprężystość liniowa / 213 7.1. Układ liniowosprężysty Clapeyrona / 213 7.2. Energia sprężysta układu Clapeyrona / 215 7.3. Uogólnione prawo Hooke'a dla ciała izotropowego / 217 7.4. Uogólnione prawo Hooke'a dla ciała anizotropowego / 224 7.5. Energia sprężysta właściwa / 226
8. Wytężenie oraz złożone przypadki wytrzymałości pręta 8.1. Hipotezy wytężenia / 229 8.2. Złożone przypadki wytrzymałości pręta prostego / 239 8.3. Pręt krzywy płaski zginany i rozciągany lub ściskany / 256
9. Wytrzymałość układów prętowych 9.1. Klasyfikacja liniowosprężystych układów prętowych / 263 9.2. Energia sprężysta układu prętowego / 263 9.3. Metody energetyczne wyznaczania przemieszczeń / 271 9.4. Statycznie niewyznaczalne układy prętowe / 286 9.5. Metoda elementów skończonych dla układów prętowych / 310
10. Podstawy liniowej teorii prężystości / 325 10.1. Przestrzenne zadanie brzegowe teorii sprężystości / 325 10.2. Metody rozwiązywania zadań brzegowych teorii sprężystości / 330 10.3. Rozwiązanie płaskiego zadania brzegowego teorii sprężystości w naprężeniach / 334 10.4. Rozwiązanie płaskiego osiowosymetrycznego zadania brzegowego teorii sprężystości w przemieszczeniach / 342 10.5. Naprężenia kontaktowe / 351
11. Metoda elementów skończonych dla zagadnień brzegowych teorii sprężystości / 357 11.1. Zagadnienia dwuwymiarowe / 357 11.2. Metoda elementów skończonych dla zagadnień przestrzennych / 378
12. Skręcanie swobodne prętów o dowolnym przekroju / 383 12.1. Podstawy teorii de Saint-Venanta skręcania swobodnego pręta / 383 12.2 Analogia błonowa Prandtla / 387 12.3. Przykłady skręcania swobodnego pręta / 390 12.4. Metoda elementów skończonych dla skręcania swobodnego pręta / 401
13. Płyty i powłoki / 407 13.1. Założenia teorii zginania płyt cienkich / 407 13.2. Siły wewnętrzne i naprężenia w płycie / 408 13.3. Równania równowagi elementu płyty / 412 13.4. Równanie różniczkowe powierzchni ugiętej płyty / 414 13.5. Zagadnienia brzegowe dla płyt / 415 13.6. Płyty kołowe cienkie osiowosymetryczne / 422 13.7. Błonowa teoria powłok osiowosymetrycznych / 429 13.8. Zgięciowa teoria cienkiej powłoki walcowej / 433 13.9. Metoda elementów skończonych dla płyt i powłok / 439
14. Pręty cienkościenne / 449 14.1. Uwagi wstępne o modelu pręta cienkościennego / 449 14.2. Zginanie nierównomierne pręta cienkościennego o przekroju otwartym / 451 14.3. Skręcanie nieswobodne pręta cienkościennego o przekroju otwartym / 458 14.4. Przypadek ogólny obciążenia pręta cienkościennego o przekroju otwartym / 462
15. Drgania prętów liniowosprężystych / 465 15.1. Wytrzymałościowe aspekty drgań pręta nieważkiego / 465 15.2. Rodzaje drgań sprężystych pręta o masie rozłożonej ciągle / 468 15.3. Równanie drgań podłużnych pręta / 470 15.4. Równanie drgań skrętnych pręta / 472 15.5. Równanie drgań giętnych pręta / 474 15.6. Metoda elementów skończonych w analizie drgań pręta / 476
16. Pękanie i zmęczenie materiału / 485 16.1. Elementy mechaniki pękania / 485 16.2. Zmęczenie materiału / 492
17. Plastyczność i pełzanie / 517 17.1. Rodzaje zagadnień nieliniowych w mechanice ciała odkształcalnego / 517 17.2. Podstawy teorii płynięcia plastycznego / 519 17.3. Pręty sprężysto-plastyczne / 533 17.4. Elementarne zagadnienia reologii / 545 17.5. Uwagi o odkształcalności i wytrzymałości tworzyw sztucznych / 550 17.6. Uwagi o odkształcalności i wytrzymałości kompozytów / 554
18. Metoda elementów skończonych w zagadnieniach nieliniowych / 559 18.1. Metody rozwiązywania dyskretnych układów nieliniowych / 559 18.2. Metoda początkowych naprężeń i odkształceń dla nieliniowej sprężystości / 565 18.3. Metoda elementów skończonych w zagadnieniach teorii plastyczności / 568 Zestawienie programów komputerowych metody elementów skończonych dostępnych pod adresem http://www/mes.polsl.gliwice.pl / 575 Przykłady komputerowej analizy wytrzymałościowej z apomocą metody elementów skończonych / 576
|