mecanica materialelor studiați răspunsurile obiectelor la sarcinile externe aplicate. Depinde de cunoașterea unor astfel de răspunsuri că proiectarea mașinilor, mecanismelor și structurilor este mai eficientă..
Pentru ca un design să fie adecvat, este necesar să se ia în considerare solicitările și deformările care acționează asupra obiectului. Fiecare material are propriul său răspuns, în funcție de caracteristicile sale.
Mecanica materialelor se bazează la rândul său pe statică, deoarece trebuie să utilizeze metodele și conceptele sale, cum ar fi diferitele sarcini sau forțe și momentele la care corpurile pot fi expuse în timpul funcționării lor. De asemenea, este necesar să se ia în considerare condițiile de echilibru ale unui corp extins.
În acest fel, rezistența, rigiditatea, elasticitatea și stabilitatea corpurilor sunt studiate cu atenție..
Mecanica materialelor este, de asemenea, cunoscută sub numele de rezistența materialelor sau mecanica solidelor.
Indice articol
De la începutul omenirii, oamenii au verificat, prin încercări și erori, caracteristicile materialelor din mediul lor. Nu este greu să-ți imaginezi artizanii muncitori din epoca de piatră alegând rocile potrivite pentru a-și croi vârfurile de săgeată..
Odată cu stilul de viață sedentar, au început să se construiască structuri care în timp au evoluat spre clădirile monumentale ale popoarelor din Egiptul Antic și Mesopotamia.
Acești constructori au cunoscut bine răspunsul materialelor pe care le-au folosit, până la punctul că și astăzi templele, piramidele și palatele pe care le-au lăsat continuă să provoace uimire..
Același lucru se poate spune despre ingineria vechilor romani, remarcabilă pentru designul său în care au aplicat arcuri și bolți, precum și utilizarea cu succes a materialelor.
Formalismul mecanicii materialelor a apărut secole mai târziu, grație experimentelor marelui Galileo Galilei (1564 - 1642), care a studiat efectele încărcăturilor asupra barelor și grinzilor din diferite materiale..
Galileo a plecat reflectat în cartea sa Două peșteri științifice concluziile lor despre defecțiuni în structuri precum grinzile în consolă. Mai târziu, Robert Hooke (1635-1703) a pus bazele teoriei elasticității, cu celebra lege a lui Hooke, care afirmă că deformarea, atâta timp cât este mică, este proporțională cu stresul.
Isaac Newton (1642-1727) a stabilit legile mișcării care definesc acțiunea forțelor asupra obiectelor și, independent de Gottfried Leibnitz, a inventat calculul matematic, un instrument fundamental pentru modelarea efectelor forțelor..
Mai târziu, începând cu secolul al XVIII-lea, câțiva oameni de știință francezi notabili au efectuat experimente cu materiale: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame și Navier, cele mai notabile. Acesta din urmă este autorul primului text al mecanicii moderne a materialelor.
În același timp, matematica a evoluat pentru a oferi instrumente pentru rezolvarea problemelor mecanice mai complexe. Remarcabile sunt experimentele lui Thomas Young (1773-1829), care a determinat rigiditatea diferitelor materiale.
Astăzi, multe probleme sunt rezolvate folosind metode numerice și simulări pe computer, pe măsură ce continuă cercetarea avansată în știința materialelor.
Mecanica materialelor studiază solidele reale, cele care se pot deforma sub acțiunea forțelor, spre deosebire de solidele ideale, care sunt nedeformabile. Din experiență se știe că materialele reale pot fi fracturate, întinse, comprimate sau flexate, în funcție de sarcina pe care o experimentează..
Din acest motiv, mecanica materialelor poate fi considerată ca următorul pas către statică. În acest sens, sa considerat că solidele nu sunt deformabile, ceea ce urmează este să aflăm cum se deformează atunci când forțele externe acționează asupra lor, deoarece datorită acestor forțe, forțele interne sunt dezvoltate ca răspuns la obiecte..
De intensitatea acestor eforturi depinde deformarea corpului și eventual ruperea. Apoi mecanica materialelor oferă bazele pentru o proiectare eficientă a pieselor și structurilor, indiferent de materialul din care sunt realizate, deoarece teoria dezvoltată se aplică tuturor..
Răspunsul materialelor depinde de două aspecte fundamentale:
-Rezistență
-Rigiditate
Rezistența unui obiect este înțeleasă a fi capacitatea sa de a rezista la eforturi fără a se rupe sau fractura. Cu toate acestea, în acest proces, obiectul se poate deforma și funcțiile sale în cadrul structurii sunt diminuate, în funcție de rigiditatea sa..
Cu cât materialul este mai rigid, cu atât tinde să se deformeze mai puțin sub stres. Desigur, ori de câte ori un obiect este supus stresului, acesta va suferi un fel de deformare, care poate fi sau nu permanentă. Ideea este că acest obiect nu încetează să funcționeze corect în ciuda acestui fapt..
Mecanica materialelor ia în considerare efectele diferitelor eforturi, pe care le clasifică după forma sau durata lor. Datorită formei sale, se pot face eforturi din:
Și datorită vitezei sale, eforturile sunt:
Ori de câte ori aveți o structură, utilaje sau orice obiect, acestea vor fi întotdeauna supuse la numeroase eforturi derivate din utilizarea sa. Așa cum am menționat anterior, aceste solicitări provoacă deformări și eventuale rupturi: grinzile se pot îndoaie, cu riscul de prăbușire, sau dinții angrenajului se pot rupe..
Așadar, materialele utilizate în diferite ustensile, mașini și structuri trebuie să fie adecvate, nu numai pentru a garanta funcționarea corectă a acestora, ci pentru a fi sigure și stabile..
În termeni generali, mecanica materialelor funcționează astfel:
În prima instanță, se analizează structura, a cărei geometrie este cunoscută, determinând forțele și deformarea, pentru a găsi sarcina maximă care poate fi aplicată și care nu depășește o limită de deformare prestabilită..
O altă opțiune este de a determina dimensiunile structurii, având în vedere anumite sarcini și valori admise de tensiune și deformare..
În acest fel, mecanica materialelor este aplicată în mod interschimbabil în diferite domenii:
În acest fel, mecanica materialelor este poziționată ca bază a științei și ingineriei materialelor, o ramură multidisciplinară cu progrese spectaculoase în ultimii ani..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.