Materialmekanikk, studiefelt, applikasjoner

De Materialmekanikk Studere svarene fra objekter på de eksterne belastningene som er brukt. Utformingen av maskiner, mekanismer og strukturer er mer effektivt på kunnskapen om slike svar.

For at et design skal være tilstrekkelig, er det nødvendig å vurdere innsatsen og deformasjonene som virker på objektet. Hvert materiale har sin egen respons, i henhold til dets egenskaper.

Materialmekanikk gir grunnlaget for valg av materialer som brukes i sivile konstruksjoner som denne broen

Materialets mekanikk er på sin side basert på statisk, siden den må bruke metodene og konseptene, for eksempel forskjellige belastninger eller krefter og øyeblikk som kropper kan bli utsatt for under driften under driften. Det er også nødvendig å vurdere balanseforholdene til et utvidet legeme.

På denne måten studeres motstand, stivhet, elastisitet og stabilitet av kropper samvittighetsfullt.

Materialmekanikk er også kjent som motstanden mot materialer eller mekanikk av faste stoffer.

[TOC]

Historien om materiell mekanikk

Fra begynnelsen av menneskeheten beviste folk, etter essay og feil, egenskapene til materialene i deres miljø. Det er ikke vanskelig å forestille seg de hardt håndte steinhåndverkere som velger de riktige bergartene for å hugge piltipsene sine.

Med stillesittende livsstil begynte strukturer å bygges som til slutt utviklet seg til de monumentale bygningene til folket i det gamle Egypt og Mesopotamia.

Disse utbyggerne kjente godt responsen fra materialene de brukte, til det punktet at fortsatt i dag templene, pyramidene og palassene som forlot fortsetter å forårsake forbauselse.

Det samme kan sies om prosjektering av de gamle romerne, kjent for deres design der buer og hvelv, samt vellykket bruk av materialer.

Moderne materialmekanikk

Formalismen til mekanikken i materialene dukket opp århundrer senere, takket være eksperimentene til Great Galileo Galilei (1564 - 1642), som studerte effekten av belastninger på barer og bjelker laget av forskjellige materialer.

Kan tjene deg: Gjeldende atommodell

Galileo venstre legemliggjort i sin bok To Cuevas Sciences Hans konklusjoner om feil i strukturer som utkragingsstråler. Deretter la Robert Hooke (1635-1703) grunnlaget for elastisitetsteori, med den berømte Hooke's lov, som slår fast at deformasjon, forutsatt at den er liten, er proporsjonal med innsatsen.

Hooke's Law om våren

Isaac Newton (1642-1727) etablerte bevegelseslovene som definerer kreftens handlinger på objekter, og uavhengig av Gottfried Leibnitz, oppfant den matematiske beregningen, et grunnleggende verktøy for å modellere effekten av styrkene.

Senere, fra det attende århundre, gjennomførte flere bemerkelsesverdige franske forskere eksperimenter med materialer: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame og Navier, den mest bemerkelsesverdige. Sistnevnte er forfatteren av den første teksten til den moderne materialmekanikken.

Samtidig utviklet matematikk seg for å gi verktøy for å løse mer komplekse mekaniske problemer. Thomas Young (1773-1829) Eksperimenter er bemerkelsesverdige, som bestemte stivheten til forskjellige materialer.

I dag løses mange problemer gjennom numeriske metoder og datasimuleringer, siden avansert forskning innen materialvitenskap fortsetter.

Studieretning

Mekanikken i materialene studerer de virkelige faste stoffene, de som kan deformeres under kreftene, i motsetning til de ideelle faste stoffer, som er uformelige. Av erfaring er det kjent at virkelige materialer kan sprekkes, strekke, komprimere eller bøye, i henhold til belastningen de opplever.

Derfor kan materialmekanikk betraktes som neste trinn til statisk. I dette ble det vurdert at faste stoffer var ubeskrivelige, det som følger er å finne ut hvordan de deformeres når ytre krefter virker på dem, fordi takket være disse styrkene, i objektene intern innsats utvikler seg som et svar.

Kan tjene deg: avstandsstyrker

Deformasjonen av kroppen avhenger av intensiteten i denne innsatsen og etter hvert oppbruddet. Da gir materialmekanikken grunnlaget for en effektiv utforming av deler og strukturer, uavhengig av materialet de er laget, siden den utviklede teorien gjelder for dem alle.

Motstand og stivhet

Responsen på materialene avhenger av to grunnleggende aspekter:

-Utholdenhet

-Stivhet

Motstanden til et objekt forstås som dens evne til å motstå innsats uten å bryte eller brudd. I denne prosessen kan imidlertid objektet deformere og dens funksjoner i strukturen reduseres, i henhold til dens stivhet.

Jo mer stivt materiale er, jo mindre har det en tendens til å deformere på grunn av innsats. Selvfølgelig, forutsatt at et objekt er under innsats, vil det lide en slags deformasjon, som kan være permanent eller ikke. Tanken er at dette objektet ikke slutter å fungere ordentlig til tross for det.

Typer innsats

Materialmekanikk overveier effekten av forskjellige anstrengelser, som han klassifiserer etter dens form eller varighet. Ved form kan innsatsen være:

• Trekkraft, er en normal innsats (virker vinkelrett på tverrsnittet av objektet) og produserer dets forlengelse.
• Komprimering er også en normal innsats, men det favoriserer forkortelse.
• Skjær består av krefter i motsatt retning påført tverrsnittet av kroppen, hvis virkning er å produsere et kutt, og dele det inn i seksjoner.
• Fleksjon, vinkelrett krefter som har en tendens til å brette, kurve eller spenne elementet de virker.
• -Torsjon, er par brukt på objektet som vrir seg.

Og på grunn av hastigheten er innsatsen:

• Statisk, som virker veldig sakte på kroppen.
• Innvirkning, de er kort varighet og intens effekt.
• Av tretthet, som består av repeterende sykluser med innsatsdeformasjon som ender opp med å bryte elementet.

Kan tjene deg: lineær utvidelse: hva er det, formel og koeffisienter, eksempel

Materialmekanikkapplikasjoner

Hver gang en struktur, et maskineri eller ethvert objekt er, vil det alltid være underlagt en rekke innsats avledet fra bruken. Som nevnt ovenfor, forårsaker denne innsatsen deformasjoner og eventuelle pauser: bjelkene kan bli igjen, i fare for kollaps, eller tennene på girene går i stykker.

Delene av en motor er designet for å støtte en viss innsats uten å deformere i altfor eller bryte

Så materialene som brukes i forskjellige redskaper, maskiner og strukturer må være passende, ikke bare for å garantere deres riktige drift, men for å være trygge og stabile.

Generelt fungerer materialmekanikk på denne måten:

Analyse

I første omgang blir strukturen analysert, hvis geometri er kjent, bestemmende innsats og deformasjon, for å finne den maksimale belastningen som kan brukes og ikke overskrider en forhåndsopprettet deformasjonsgrense.

Design

Et annet alternativ er å bestemme dimensjonene til strukturen, gitt visse belastninger og belastninger og deformasjonsverdier tillatt.

På denne måten blir mekanikken i materialene brukt om hverandre på forskjellige områder:

• sivilingeniør: For utforming av bygninger i henhold til typen belastninger må de støtte.
• Bil- og luftfartsmekanikk: I utformingen av deler for biler, fly og båter.
• Medisin: Biomaterialer er et veldig interessant område, der prinsippene som er beskrevet brukes i utformingen av forskjellige proteser og som for eksempel vevstatninger.

På denne måten er materialmekanikk posisjonert som grunnlag for materialvitenskap og ingeniørfag, en flerfaglig gren med spektakulære fremskritt i nyere tid.

Referanser

1. Øl, f. 2010. Materialmekanikk. 5. plass. Utgave. McGraw Hill.
2. Cavazos, J. Introduksjon til materialmekanikk. Gjenopprettet fra: YouTube.com.
3. Fitzgerald, r. nitten nittiseks. Materialmekanikk. Alpha Omega.
4. Hibbeler, R. 2011.Materialmekanikk. 8. Utgave. Pearson.
5. Ingeniørfag og undervisning. Materialmekanikk. Gjenopprettet fra: Engineering and Dochence.WordPress.com.
6. Mott, r. nitten nittiseks. Anvendt materialmotstand. 3. Utgave. Prentice Hall.