Castigliano-pochodna cząstkowa energii sprężystej ukł.wzgl.siły uogólnionej is równa współrzędnej uogólnionej odpowiadającej tej sile:δV/δPi=fi
Hertz(nap.dociskowe)-ciała stykające są sprężyste;pow.styku ciłą is niewielka w stos.do całkowitej pow.ciał;na pow.styku są tylko napr.normalne;w żadnym pkcie ciał nie powstają odkształc.plastyczne;
Hipot.BarreSaint-Venent-h.najw.wydłużenia względnego εmax.W2kostkach będzie istniał jednakowy stan wytężenia,gdy najw.odkształc.względne kostek będą jednakowe.
Hipot.Coulomba-największ.napręż.tnących-uplastycznienie próbki podczas próby rozciągania powstaje dlatego,że najwięk.naprężenia styczne τMAXosiągnęły wartość krytyczną wynosząca w przypadku zwykłego rozciągania τMAX=σpl/2(σ-napręż.rozciągające).
Hipot.Hubbera-Henkiego-największe.energi odkształc postaciowego;o zniszczeniu próbki decyduje ta częśc energi,która idzie na odkształcenie postaci,a nie ta,która idzie na odkształc.objętościowe; σ1>σ2>σ3:taki stan powoduje:zmi.obj.elem;zmi.kształtu elem. wywołana napręż.stycz.wynikającymi z nierównych napręż.normalnych.
Hipot.Mohra-2 warunki:σRED=σ1-σ3RM/|RC|≤kr;σred=|-σ3+σ1Rc/Rm|≤kc;
Metoda Clebscha-prowadzi do utworzenia takich warunków brzegowych, aby dla wszystkich n przedziałów belki występowały zależności:C1=..Cn=C,D1=...=D;
Prawo Hooke'a:Δl=P⋅l/E⋅F;Wydłużenie Δl pręta pryzmatycznego is wprost proporcjonalne do siły rozciągającej P i do dług.początkowej l pręta,odwrotnie prop.do polaF przekroju poprzecznego.E-modułYounga[Pa].σ=P/A-naprężenia rozciągająceε=Δl/l-wydłużenie względne(doznaje jednostka dług.pręta);σ=Eε.
Teoria Eulera-założenia:pręt is początkwo prosty;materiał pręta jednorodny i izotropowy;pręt ma stały przekrój poprzeczny;naprężenia w pręcie są mniejsz od σprop.Siła rośnie b.wolno od małej wartości początkowej(postacie wyboczen)(P/E⋅J)^(1/2)=nΠ/L|P=n2π2EJ/L2| Pkr=π2EJ/Ls2|P=E(nπ/l)^2 podstawimy n i wychodzą Pkr.
Tw.Koeniga-w dowolnym ruchu ciała sztywnego jego energia kinet.is równa sumie energi kinet.ruchu postępowego środka masy i en.kinet.chwilowego ruchu obrotowego wzgl.tego środka.
Tw.o w.przemieszczeń Maxwella→f1”=f2':siła uogólnionaP przyłożna na kier1wywoła na kier.2przemieszcznief2'=przemieszcz.f1”,jakie na kier1wywoła siłaP przyłożona na kier2.
Tw.Menabrei-pochodna cząstkowa energi sprężystej ukł.wzgl.reakcji statycznie niewyznaczalnej=0:δV/δX=0(zas.najmniejszej pracyM).
Teoria Rankine'a-h.największ.napręż.normalnych-o wytężeniu materiału decyduje max.naprężenie normalne występujące w zagrożonym pkt.ciała.-jeżeli σ1>σ2>σ3 i σ1=σpl=σred -powoduje zniszczenie to σ2 i3 nie mają wpływu na stan wytężenia materiału;
Ukł.Clapeyrona-ukł.mechaniczny:U=(P1f1+..+Pnfn)/2;ukł.idealnie sprężysty i w każdym pkt.ukł.napręż.mniejsze od granicy proporcjonalności.
Wzór Steinera: Jz=Jzc+F*a2.Mom.bezwładn.wzgl.osi=sumie mom.bezwładn.wzgl.||osi centralnej i iloczynu pola F figury(A)i kwadratu odl.między tymi osiami|dla odśrodMB-Jyz=JyCzC+Fab;Mom.b.odśrodkowy wzgl osi || = sumie OMB Jyczc W osi centralnych oraz iloczynowi pola F figury przez odległości a i b między osiami
Zasada de Saint-Venanta - jeżeli jakaś część ciała obciążona jest układem sił będących w równowadze, to siły te wywołują w ciele naprężenia zmniejszają się od tej części ciała.
Zas.wzajemności prac Bettiego:praca sił 1stanu obciążeń na przemieszczniach uogólnionych wywołana bi2stan is=pracy sił2stanu obciążeń na przemieszczniach uogólnionych wywołanych bi stan1.P1f1”=P2f2'.||
Ciało doskon.sztywne-ciało,które ulega odkształceniu pod działaniem dowolnie dużych sił.Odległości wzajemne pktów tego ciała,niezależne od układu sił działających na ciało.
Deplanacja -spacenie przekroju niekołowego pod wpływem skręcania.
Drgania główne:drgania przy których wszystkie pkty ukł.jednocześnie przechodzą przez położenie równowagi stałej i jednocz.osiągają położenie krańcowe.
En.sprężys:rozciąg-po odciążeniu układu siłąFobciążającą,pręt wykonuje pracę=energi włozonej w czasie obciążaia V=ၳ2/2E=ၳε/2;skręcan:pręt obciązony mom.skręcającymM i skręcany o kątၡ,V=Mၡ/2;zgin:suma energi nagromadzonych w poszczeg.odc.pręta V=∫LM2dv/2EJ.
Hipot płaskich przekrojów-każdy przekrój poprzeczny skręcanego pręta pozostaje płaski, a stan naprężeń podobny do cz ścinania.
Kąt t-graniczny kątϕjaki R tworzy z pionem podczas tarcia całkowicie rozwiniętego;ciało w spoczynkuၡ≤ၪ(P wypadkowa sił czynych odchylona od normalnej oၡ).
Klasyfikacja obciążeń - w zależności od przyłożenia sił zewnętrznych rozróżniamy: rozciąganie lub ściskanie, zginanie i skręcanie.
Moduł Younga, a spręzystości postaciowej G=E/2(1+r).
Mom.b.odśrodkowy-dewiacyjny-JYZ=∫F yzdF-suma iloczynów pól dF i odl.środków ciężkości tych pól od osi współrz.y,z.Wartości+/-0.
Mom.bezwł Jz figury płaskiej względem osi z to suma iloczynów elementarnych pól dA tego pola i kwadratów odległości pól od osi z.|Jz=ၺ{A}dA*y2|zalezy od masy,ksztąłtu,rozmiarów bryły,położenia jej wzgl.tej osi.
Mom.bezwłGłówny-MWosiG-osiąga wartości ekstremalne-Jmin,max=Jy+Jz/2±√(Jy-Jz/2)2+J2yz.
Mom.gnący-w danym przekroju belki,to suma mom.sił zewn.wzgl.śr.ciężkości działających na część belki odciętą tym przekrojem.
Mom.siły-oś k-mom.rzutu F na płaszၰၞdo prostej wzgl.pkt'0'przebicia płaszၰprzez prosta k.
Mom.siły-pkt-wektorM⊥do płaszΔ0AB,równy iloczynowi siłyFprzez odl.h;M=Fh.
Mom bezwł biegunowy przekroju J0=∫{F}ρ2dF-f wymiarów przekroju porzecznego.
Mom bezwł-osi centralnej Jzc=∫Fy2dF.
Napręż.p w danym pkcie C przekroju danego ciała stałego to granica do której dąży iloraz siły wewn.၄Fi przez elementarne pole၄Ai tego przekroju,gdy to pole dąży do zera:p=lim(AiႮ0)၄Fi/၄Ai[N/m2=Pa];p-wektor skierowany zgodnie z kier.sił၄Fi.
Naprężenia(klasyfikacja)-zewn:czynne(ciężary);bierne(reakcje więzów);wewn:wzajemne oddział.cząstek należacych do tego samego ciała.
Napr.dopuszczalne-wartość,której nie można przekroczyć,by konstrukcja nie uległa rozerwaniu.Spełniony warunekၳ=P/FႣkR(=R/n)[wytrzymałość/wpółcz.bezpiecz] Dobór n zależy od:jednorodności materiału;naprężeń wstępnych;sposobu przełożenia obciążeń(statyczne,dynamiczne,zmieniające się);czasu i warunków pracy;dokładności metod obliczeniowych;koncentracji naprężeń.Warunki:rozciąganie(ściskanie)σR(C)=N/F≤kR(C);ścinanie τŚR=T/F≤kT;skręcanie(pk)τmax=MS/W0≤kS;zginanie σG=MG/W≤kS;
Napręż Gnące σg-bezwzględne wartości σmax w zginanym pręcie.
Napręż.główne:ၳmax=(ၳx+ၳy)/2+r| ၳmin=(ၳx+ၳy)/2-r |r={[(ၳx+ၳy)/2]^2+ၴ^2}^(1/2)|Wnioski W przekroju,w którym działają ekstremalne naprężenia normalne napr.styczne są zerowe(ၴ=0)Istnieją tylko 2takie przekroje wzgl.siebie prostopadłe-przekroje główne.Napr.normalne działają w przekrojach głównych.gdy ၳ1>ၳ2 to zawsze ၳ2ႣၳၡႣၳ1|Kierunek działania max. naprężeń normalnych-kier.główne.
Naprężenia max w pręcie skręcaneym τmax=rMs/Jo.
Napręż normalne - składowa wektora p normalna do przekroju przechodzącego przez pktA σ=psinα
Napręż.przy czystym zginaniu-założenia:belka początkwo prosta,promień krzywizny duży w porównaniu z wymiarami poprzecznymi belki;materiał belki is jednoznaczny, sprężysty,obowiązuje prawo Hooke'a;materiał ma taki sam E dla rozciągania i ściskania, ၥ=(s'-s)/s, ၥ=-s/ၤ;naprężenia są równomierne,nie przekraczają granicy proporcjonalności;przekroje poprzeczne płaskie przed i po odkształceniu też płaskie i prostopadłe do zakrzywionej po odkształceniu osi belki;każde z włókien podłużnych can swobodnie wydłużać się lub skracać swą długość.
Napręż.termiczne၄lt=၄tთlთၡ|၄t-przyrost temp[ႰK]|l-dług.początkowa[m]|ၡ-współ.rozszerzalności liniowej|szynaEM=|ET|.
Napręż.tnące+normal(scinan+zgin)-nie są jednakowe w całym przekroju poprzeczn(rozkł.nierównom) ၴŚR=T/A(siła tnąca/pole pow).
Napręż tnące na 2 wzajemnie prostopadłych przekrojach są =co do wartości bezwzględnej i skierowane do(od) wspólnej krawędzi tych przekrojów.
Napręż tnące w całym przekroju poprzecznym skręcanego pręta o przekroju kołowym są prostopadłe do promienia-związek z aksjomatem Boltzmana-zmieniają się prop od 0 doτmax.
Napręż styczne-składowa wektora p leżąca w pł przekroju przechodzącego przez pktAτ=pcosα
Napręż.w sprężynach śrubowych-siła rozciągająca Psinၡ;tnącaPcosၡ;mom.skęcającyMcos;gnącyMsin;
Napręż w przekroju po w zginanym pręcie σy=MGy/Jz-są proporcjonalne do odl y danego pkt przekroju od warstwy obojętne;σmax-włókna polożone najdalej od osi oboj.
Napręż.zredukowane-zastępcze napręż.rozciągające,powdujące takie samo niebezpieczństwo zniszczenia materiału co i dany złożony stan naprężeń.
Napręż w przekrojach || są =.
Odkształcenia postaciowe nie wpowstaja jeżeli nie ma τ przy rozciąganiu.
Osie główne przekroju-to osie ukł,symetri i osie do nich prostopadłe, MBW nich=0|jak'0'to środ.ciężkości to główne centralne op.
Oś centralna-przechodząca przez śr cięzkości przekroju.Para sił-ukł.2sił||o =wartościach,przeciwnych zwrotach;nie ma wypadkowej;wywołuje obrót ciała sztywnego.Mom.ps-M=Fh(ramię ps);nie zależy od obrotu bieguna;wektor swobodny przeyłozony w dowolnym pkcie przestrzeni.
Przedm.(pkt)mater-model ciała material,którego wymiary przy rozpatrywaniu zagadnienia można zaniedbać w porówn.z in.wymiarami(materialami)będącymi w zagadnieniu.Można go traktować jak pkt.geometryczny,wktórym skupia się ciało.Rozciąganie - przeciwieństwo ściskania, powodują dwie siły równe co do wartości, przeciwnie skierowane i działające wzdłuż osi pręta prostego. Jest to obciążenie proste.
Równol.przeniesienie siły-SiłęFprzyłożoną do pktAciał sztywnego,można zastapić równą jej siłą przyłożoną do pkt'0'tego ciała i dodając parę sił o mom=mom.danej siły wzgl'0'.
S.normalnaN(tnącaT)-w danym przekroju poprzecznym belki to rzut na kierunek normalnej(płaszcz.tego przekroju)wypadkowej wszystkich sił zewnętrznych działających na część belki odciętą tym przekrojem.
SiłaT-przeciwdziała poślizgowi.Zmi.się od0-wartości granicznej,przy której zachodzi jeszcze równowaga T=μN(≤w spoczynku).
Siła-wyraz i miara mechaniczn.odziaływania ciał,takiego,które prowadzi do zmi.ruchu1ciał wzgl.2,odkształcenia ciał.S.mogą być wywierane w bezpośrednim zetknięciu ciał,na odległość;wielkość wektorową(wartość,zwrot,kier)wewn-między ciałami wewn.ukł ciał.zewn-między ciałami ukł,a nienależącymi do ukł.masowe-proporcjon.do masy ciała,mają char.grawitacyjny or bezwładn.kontaktowe-pktowe,liniowe,powierz.czyn-stanowiące obciążenia.bierne-zwane reakcjami, zależne od s.czynych,bo stanowią z nimi ukł.s.w równowadze.
Skręcanie pręta wywołują dwie pary sił działających w dwóch różnych płaszczyznach prostopadłych do osi pręta. Jest to obciążenie proste.
Spiętrzenie napręż-zaburzenia w rozkładzie napręż.w miejscach nagłych zmi.kształtu ciał,w pobliżu miejsc przyłożenia sił.
Skręcanie kołowe-tworzącaAB0przyjęła kształt lini śrubowej AB o kącie nachylenia jednakowym na dług.pręta;promieńOB0 pręta obrócił się o ၪ(skręcenia-o jaki obracają się względm siebiekońcowe przekroje poprzeczne=MSl/GJ0;J0=πd4/32;Ms-ma wartość stałą na L)pozostając nadal liną prostą; nie zachodzi w pręcie zmi.obj.,tylko postaci;w przekrojach poprzeczn.pręta są napręż.styczneτ=rMs/Io(biegunowy mom.przekroju wzgl.środka tego przekroju).
Stan napręż-układ naprężeń p otrzymanych dla wszystkich przekrojów poprowadzonych przez pktA.
Statyka-zajmuje się równowagą ciał materialnych poddanych dsziałaniu sił,zadanie-ustalenie warunków równowagi sił.
Stożek t-R nie może wychylic się poza obsz.stożka;k-t.izotropowe;nk-t.anizotropowe.
Ścinanie czyste-stan,w którym na ściankach rozpatrywanego elem.działają tylko naprężenia styczne(tnące).
T.kinetycz-ciało w ruchu;siła t.k.przyjmuje stałą wartość T=TGR=fKN;fK-współcz.tarcia,zwrot przeciwny do zwrotu wektora prędkości.;Jego wartość zależy od rodzaju powierzchni tnących;nie zależy:*wielkości pow.tnących,*wartości siły nacisku,*prędkości poślizgu.
T.poslizgowe-ciało leżace na poziomej pow.zacznie się po niej ślizgać, gdy przyłoży się do niego siłę F,która musi przekroczyć pewną wartość graniczną.Wtedy T=μN(współ.t.p;nacisk normalny);T-nie zalezy od wielkości styku; μ-zależy od materiałów stykających i pow.
T.statyczne-ciało pozostaje w spoczynku;siła tarcia równoważy składową styczną obciążenia,jej zwrot is przeciwny do zwrotu wektora możliwego przesunięcia,wartość zależy od wielkości aktualnego obciążenia i spełnia zależność 0ႣTႣTgr=fSN.
T.toczne-krążek ociężaże G toczymy po poziomym torze,przykładając w środku siłęP;P=fG/h(współcz.tt;największa odl.na która może przesunąc się pkt.przyłożenia reakcji) Równowaga:Ph≤fN(G=N).
Teoria sprężystości(plastyczności)-zajmuje się analitycznym uogólnieniem zagadniej wytrzym mater w dziedzinei ciął idealnie srężystych(plastycznych)
U.s.wyznacz-w przypadku rozciąg,sciskan.prętów,reakcje można wyznaczyc na podst.równań ststyki ciała doskon.sztywnego.
Us.niew-liczba niew.reakcji is większa od znanej ze stat.liczby warunków równ.Rozw.uzysuje się po uwzględ.odkształcenia ciał wchodzących w skład danego ukł.Odkszt.przyjmuje się dowolnie,zgodnie z nałożonymi więzami.
Ugięcie belki-przemieszcz.środka cięzk.przekroju w kier.ၞdo osi belki.
Ukł sWyznaczenie najprostszego,równoważnego ukł.sił, którym dany ukł da się zastąpić.[redukcjaUkłSił-2ukł.sił są równoważne sobie if działając odzielnie na to samo ciało wywołją ten sam skutek.*Określenie warunków koniecznych i dostat,który u.s.musi spełniać,by był w równowadze|Równoważ.u.s.składa się z2wektorów głównych(F,M):*sił tworzących tzw.ukł.środkowy równoważny1sile |F=|F1+..+|Fn;*mom.sił równym sumie geometr.momtów par składowych.|M=|M(|F1)+..+M(Fn)|Mom.główny-ukł.sił wzgl.pktP is wektor przesuwny,równy sumie geometr.mom.wszystkich sił ukł.wzgl.tego pkt(P-środek redukcji.
Wał-pręt obracajacy się w czasie pracy i przenoszący mom skrę.
War.równowagi:W ogólnym przypadku sił działających na ciało sztywne,równowaga możliwa is,gdy suma geometr.tych sił=0 i gdy suma geom.ich mom.wzgl.dowolnego pktO=0|Analiza:Rzuty wektorów |F,|M na osie muszą być zerowe:.ၓ{i=1,n}Fix=0|ၓFiy=0|ၓFiz=0|ၓMix=0|ၓMiy=0|ၓMiz=0|płaskich:ၓFX,FY,Mo;przestrz:ၓFX,Y,Z;
Więzów siła reakcji-siły oddziaływ.więzów na podlegające im ciała.
Więzy-ograniczenia ruchu ciała nakładane na nie przez in.ciała.
Wskaźnik wytrzymałości przekroju na zginanie WZ=JZ/ymax-iloraz MBW osi obojętnej z przez odl ymax;
Wyboczenie-wygięcie pręta spowodowane przekroczeniem przez siłe sciskającą wartości krytycznej|Siła w(krytycz):wartośc s.po przekroczeniu której is utrata stateczności pręta(zmi.kszt.konstrukci)*zależy od dług.pręta,wielkości,kształtu przekroju,materiału,zamocowania końców.Fkr=π2EJ/L2[moduł sprężys.wzdłużnej;min.główny mom.bezw.przekroju;dł.wybocz]{KrzywaRankina:σkr≤Rpr(zał)λgr=π√(E/R);σkr=π2E/λ2[smukłosc](λ>100)}.
Wykr.ściskania-na próbkach walcowych o 2xiększej wys.od średnicy.RE,RPRtakie same dla rozciąg,ścisk;wytrzym.na ścisk:R=Pmax/Ao;Po osi.ągnięciu granicy plastyczności wys.próbki ściskanej mniejsza,większ.wymiary poprzeczne-kształt baryłki.
Wykres rozciągania stali niskostopowychRSP-granica sprężystości-nie występuje jeszcze odkształcenie trwałe;RPR-granica proporcjonalności-największa wartość naprężenia,przy której wydłużenia są jeszcze proporcjonalne do naprężeń,RE-granica plastyczności,RM-wytrzymałość na rozciąganie(max.naprężenia jakie może przenieść próbka),RN-naprężenia niszczące,tgα=σ/ε=E Umocnienie plastyczne-podwyższenie własności wytrzymałościowych materiału,wynikające z wywołania w próbce odkształcen trwałych|st nisCOA-wydłużenia proporcjonalne do naprężeń-wykazuje cechy sprężyste;A-gr stos prHooke'a;B-umowna granica sprężGranica sprężystościσSPRĘŻ-max wartość σ,powoduje wydłużenie trwałe=0,001%;CD-pozioma-gr plast Re-bez wzrostu σrozciągających następuje przyrost odkształceń plast(własność st nisStop);K-maxσ;KL-lokalne zwężenie,rozerwanie;|inneOA-proporcjonalne;Brak wyraźnej Re;C-Re;CM-powstaje,gdy po odciążymy p po przekroczeniu R0,2%;OM-obciążenie trwałe ε=0,2%;
Wytężenie materiału-zmi.w st.fizycznym materiału spowodwane jego stanem naprężenia i odkształcenia,które prowadzą do odkształceń trwałych,a w miarę wzrostu obciążenia do zniszczenia spójności materiału.-stopień narażenia mat.na zniszczenia na skutek oddział.mech.
Wytrzymałośc materiałów-nauka,która uwzględniając zdolność ciał stałych do odkształceń,zajmuje się badaniem i ustalaniem zależności odkształceń od sił zewnętrznych działających na dane ciało.
Zalezność mom.siły pkt-oś-momMK siłyF wzgl.osi k is=iloczynowi mom.M0siły F wzgl.pkt0 przez cos kąta wektorów MKiM0.MKto rzut wektora M0na oś k.
Zas.stat:równoległb-2dowolne siły zaczepione do1pkt zastępujemy siłą wypadkową R przyłożoną do tego pktu(przekątna równol)|Dwie siłprzyłożone do ciała sztywnrównoważą się,gdy działają wzdłuż 1prostej,mają przeciwne zwroty,te same wartości|U.zerowy-dowolny ukł.równoważących się sił|Tw:Każdą siłę działającą na ciało można przesunąć dowolnie wzdłuż jej linii działania|zesztywnienia-równowaga sił działających na ciało odkształcalne nie zostanie naruszona przez zesztywnienie tego ciała|działania&przeciwdz-każdemu działaniu towarzyszy=co do wartości,przeciwnie skierowane przeciwdziałanie|oswobodzenia od węzłów-każde ciało nieswobodne można oswobodzić od więzów myślowo zastępując ich działanie odpowiednimi reakcjami. Dalej można rozpatrzyć ciało tak jak ciało swobodne podlegające działaniu sił czynych oraz sił reakcji więzów.
ZasSymetrii-jeżeli ukł wraz z węzłami i obciążeniami spełnia war symetrii to i reakcje muszą spełniaćAntysymetri-tylko zwroty obciążeń nie spełniają to i zwroty reakcji też.
ZasSP-uproszczenie obliczeń wytrzymałościowych,rozbice ukł złożonego na ukł proste,suma da ukł początkowy;Nie stosować:σ w ukł wyjściowyp>σPROP,dziłanie 1 siły zmieniea charakter2-ściskanie i zginanie;
Zgin,skręc-napręż.naormalne,styczne ၳred=√(M2+MS2)/WႣkr[h.max.napr.stycznych];Krzywa Wohlera:AB-wtrzymał.zmęczeniowa(próbka ulega zmęczneiu po skończonej liczbie cyklu)BC-wytrz.zmęcz.trwała(takie ၳmaxdla którego próbka wytrzyma nieograniczoną liczbęN);Umowna wytrz.zmęcz.ၳmaxdlaN=108;
Zginania pł-siły czynne i reakcje dzialające na pręr leżą w 1 płaszczyźnie
Zginanie czyste-występuje gdy układ sił zew w przekroju skałada się tylko z Mg(ၞdo osi pręta);poprzeczne-też siła tnąca;Proste-siła tnącaT i para sił powodująca zginanie pręta działają w1płasz.zawierającej osie centralne główne przekrojów poprzecz.-pł zginania i pł główna pokrywają się,oś pręta pozostaje nadal w płaszczyźnie;ukośne-nie spełniające warunku z prostego;
Zginanie pręta powstaje gdy siły obciążające lub ich składowe są prostopadłe do osi pręta, a linie działania sił znajdują się w pewnych odległościach od siebie i leżą w jednej płaszczyźnie zawierającej oś pręta. Jest to obciążenie proste.
Zmęczeniemateriałów:obniżanie się wytrzymałości przy naprężeniach zmienych.charakter sinusoidalny