65154

ciągłość struktury oraz, że istnieje jednoznaczny, bez naprężeniowy stan ciała, do którego badane

ciało powraca, ilekroć zostaną usunięte siły zewnętrzne

Powyższe założenia pozwalają w konsekwencji na ustalenie wzajemnych zależności matematycznych (równań konstytutywnych) pomiędzy odkształceniami ciała a obciążeniami zewnętrznymi, w oparciu o mechaniczne własności materiału. Należy sobie zdawać sprawę z faktu, że

poczynione założenia umożliwiają analizę jedynie pewnej klasy materiałów (liniowo sprężystych)

poddanych obciążeniom niepizekraczających wartości powodujących powstanie odkształceń trwałych.

Stosowanie wzorów obliczeniowych uzyskanych przy tycli założeniach do innych zagadnień (materiał

ulegający uplastycznieniu, materiały kompozytowe itp.) prowadzi do znacznych błędów na etapie

projektowania a w konsekwencjami do zniszczenia konstrukcji w czasie jej eksploatacji.

Jest oczywistym, że opis matematyczny wymaga informacji na temat własności mechanicznych

materiału. Powyższe informacje uzyskuje się przez odpowiednie badania wytrzymałościowe, w

szczególności określające odkształcenia materiału w funkcji obciążeń przy różnych warunkach

zewnętrznych. Tak uzyskane wartości opisują w sposób uśredniony właściwości meclianiczne matenału i opisują z pewną dokładnością zjawiska, jakie zachodzą w materiale rzeczywistym. Podstawowe założenie wytrzymałości materiałów mówi, że ciało materialne pod wpływem obciążeń ulega odkształceniom. Rozróżnia się dwa rodzaje odkształceń odkształcenia sprężyste,

ustępujące po usunięciu obciążenia, oraz odkształcenia trwale, zwane plastycznymi, pozostające w

matenale po usunięciu ich przyczyny. Należy zaznaczyć, że odkształcenia trwale towarzyszą procesowi obciążenia od samego początku, ale ich wartość zaczyna mieć praktyczne znaczenie (w

przypadku materiałów liniowo sprężystych) dopiero po przekroczeniu wielkości, zwanej granicą

sprężystości. Dodatkowo przyjmuje się, że w większości przypadków wszelkie odkształcenia w

stosunku do wymiarów' ciała są znikomo małe, co zresztą odpowiada praktycznym warunkom eksploatacji elementów konstnrkcyjnych. W zależności od mechanizmu odkształceń wywołanych

obciążeniem, materiały konstrukcyjne można podzielić na trzy grupy podstawowe: materiały sprężysto-plastyczne (metale konstrukcyjne), lepko-sprężyste (tworzywa sztuczne, szkliwa, betony),

materiały sprężysto-kruche (kryształy).

Proces analizy stanu odkształceń i naprężeń elementu konstrukcyjnego wymaga prawidłowego

opisu zarówno własności mechanicznych materiału jak i kształtu elementu. Taki model nosi nazwę

schematu obliczeniowego, na który nakłada się układ obciążeń przez co powstaje pełny model

statyczno-wytrzymałościowy układu (konstr ukcji, urządzenia). Można powiedzieć, że model