LABORATORIUM MECHANIKI

 MATERIAŁÓW

ZARZĄDZANIE I INŻYNIERIA PRODUKCJI

MECHANIKA TECHNICZNA -sem. IV

WYKŁAD

Statyka

1. Wprowadzenie do statyki - podstawowe pojęcia i definicje

Aksjomaty statyki    

Moment siły względem punktu i prostej, para sił.    

2. Redukcja dowolnego układu sił    

Przenoszenie siły do punktu. Redukcja układu sił do punktu. Moment względem punktu zbieżnego układu sił. Twierdzenie Varignona.

3. Warunki równowagi ciała sztywnego pod działaniem dowolnego układu sił

Stopnie swobody, więzy, modele podpór i reakcje. Równowaga złożonych układów ciał sztywnych.    

Warunki równowagi z uwzględnieniem sił tarcia.   

4. Redukcja wewnętrznego układu sił w prętach i cięgnach   

Kratownice. Słupy. Belki. Ramy i pręty zakrzywione.

5. Stan naprężenia

Pojęcie naprężenia. Związki pomiędzy składowymi stanu naprężenia i siłami wewnętrznymi. Równanie różniczkowe równowagi. Twierdzenie o wzajemności naprężeń stycznych. Zależność stanu naprężenia od orientacji układu osi. Tensor naprężenia. Płaski stan naprężenia.

6. Stan odkształcenia

Pojęcie  przemieszczenia i odkształcenia. Różniczkowe zależności pomiędzy przemieszczeniami i odkształceniami. Odkształcenia cieplne. Zależność składowych stanu odkształcenia od orientacji układu osi. Tensor odkształcenia. Płaski stan odkształcenia. Odkształcenie objętościowe i postaciowe.

7. Związki fizyczne

Związki pomiędzy składowymi stanu naprężenia i odkształcenia ‑ uogólnione prawo Hooke'a. Stałe sprężystości. Odkształcenie i naprężenie przy rozciąganiu i ściskaniu prętów.

8. Proste przypadki wytrzymałości materiałów

Naprężenia cieplne. Stan naprężenia przy skręcaniu swobodnym prętów o przekroju kołowym w zakresie sprężystym. Obliczenia elementów skręcanych na dopuszczalne naprężenia i odkształcenia. Zginanie proste i ukośne. Naprężenia przy zginaniu prętów w zakresie sprężystym. Obliczenia ze względu na dopuszczalne naprężenia przy zginaniu. Zginanie nierównomierne.  

9. Ogólny zarys mechaniki pękania

Podstawy mechaniki pękania - teoria Griffitha. Współczynnik intensywności naprężeń. Szybkość wzrostu pęknięć.

10. Metody badania własności mechanicznych materiałów

Statyczne próby rozciągania. Twardość. Udarność. Zmęczenie materiałów. Pełzanie. Odporność na pękanie.

 11. Wytężenie

Przegląd podstawowych hipotez wytężeniowych.

LABORATORIUM

 1.      Równowaga przestrzennego układu sił.

2.      Równowaga płaskich układów sił. 

3.      Wyznaczanie sił wewnętrznych  w belkach i ramach.

4. Statyczna próba rozciągania.

5.      Badania twardości.

6.      Badanie odporności matriałów.

7.      Skręcanie prętów o przekroju kołowym, projektowanie ze względu na dopuszczalne naprężenia i odkształcenia przy skręcaniu.

8.      Projektowanie belek i ram ze względu na dopuszczalne naprężenia i przemieszczenia przy zginaniu.

LITERATURA

1.        Okrajni J.: Podstawy mechaniki technicznej dla materiałoznawców. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2002.

2.        Leyko J.: Mechanika ogólna – t 1 – Statyka i kinematyka. PWN, Warszawa 2001.

3.        Leyko J.: Mechanika ogólna – t 2 – Dynamika. PWN, Warszawa 1996.

4.        Dyląg Z., Jakubowicz A., Orłoś Z.: Wytrzymałość materiałów (t 1 i 2). WNT, Warszawa 1996 (t 1), 1997 (t 2).

5.        Zienkiewicz O.C.: Metoda elementów skończonych. Arkady, Warszawa 1972.

6.        Zienkiewicz O.C., Taylor R.L., Zhu J.Z.: Finie Element Metod: Its Basis and Fundamentals. Sixth edition. ELSEVIER Butterworth Heinemann 2005.