На свободную тему

Лекции по механике деформируемого твердого тела. Большая энциклопедия нефти и газа

Механика деформируемого твердого тела - наука, в которой изучаются законы равновесия и движения твердых тел в условиях их деформирования при различных воздействиях. Деформация твердого тела заключается в том, что изменяются его размеры и форма. С этим свойством твердых тел как элементов конструкций, сооружений и машин инженер постоянно встречается в своей практической деятельности. Например, стержень под действием растягивающих сил удлиняется, балка, нагруженная поперечной нагрузкой, изгибается и т.п.

При действии нагрузок, а также при тепловых воздействиях в твердых телах возникают внутренние силы, которые характеризуют сопротивление тела деформации. Внутренние силы, отнесенные к единице площади, называются напряжениями.

Исследование напряженного и деформированного состояний твердых тел при различных воздействиях составляет основную задачу механики деформируемого твердого тела.

Сопротивление материалов, теория упругости, теория пластичности, теория ползучести являются разделами механики деформируемого твердого тела. В технических, в частности строительных, вузах эти разделы имеют прикладной характер и служат для разработки и обоснования методов расчета инженерных конструкций и сооружений на прочность, жесткость и устойчивость. Правильное решение этих задач является основой при расчете и проектировании конструкций, машин, механизмов и т.п., поскольку оно обеспечивает их надежность в течение всего периода эксплуатации.

Под прочностью обычно понимается способность безопасной работы конструкции, сооружения и их отдельных элементов, которая исключала бы возможность их разрушения. Потеря (исчерпание) прочности показана на рис. 1.1 на примере разрушения балки при действии силы Р.

Процесс исчерпания прочности без изменения схемы работы конструкции или формы ее равновесия обычно сопровождается нарастанием характерных явлений, таких, например, как появление и развитие трещин.

Устойчивость конструкции - это ее способность сохранять вплоть до разрушения первоначальную форму равновесия. Например, для стержня на рис. 1.2, а до определенного значения сжимающей силы первоначальная прямолинейная форма равновесия будет устойчивой. Если сила превысит некоторое критическое значение, то устойчивым будет искривленное состояние стержня (рис. 1.2, б). При этом стержень будет работать не только на сжатие, но и на изгиб, что может привести к быстрому его разрушению из-за потери устойчивости или к появлению недопустимо больших деформаций.

Потеря устойчивости очень опасна для сооружений и конструкций, поскольку она может произойти в течение короткого промежутка времени.

Жесткость конструкции характеризует ее способность препятствовать развитию деформаций (удлинений, прогибов, углов закручивания и т.п.). Обычно жесткость конструкций и сооружений регламентируется нормами проектирования. Например, максимальные прогибы балок (рис. 1.3), применяемых в строительстве, должны находиться в пределах /= (1/200 + 1/1000)/, углы закручивания валов обычно не превышают 2° на 1 метр длины вала и т.п.

Решение проблем надежности конструкций сопровождается поисками наиболее оптимальных вариантов с точки зрения эффективности работы или эксплуатации конструкций, расхода материалов, технологичности возведения или изготовления, эстетичности восприятия и т.п.

Сопротивление материалов в технических вузах является по существу первой в процессе обучения инженерной дисциплиной в области проектирования и расчета сооружений и машин. В курсе сопротивления материалов в основном излагаются методы расчета наиболее простых конструктивных элементов - стержней (балок, брусьев). При этом вводятся различные упрощающие гипотезы, с помощью которых выводятся простые расчетные формулы.

В сопротивлении материалов широко используются методы теоретической механики и высшей математики, а также данные экспериментальных исследований. На сопротивление материалов как на базовую дисциплину в значительной степени опираются дисциплины, изучаемые студентами на старших курсах, такие как строительная механика, строительные конструкции, испытание сооружений, динамика и прочность машин и т.д.

Теория упругости, теория ползучести, теория пластичности являются наиболее общими разделами механики деформируемого твердого тела. Вводимые в этих разделах гипотезы носят общий характер и в основном касаются поведения материала тела в процессе его деформирования под действием нагрузки.

В теориях упругости, пластичности и ползучести используются по возможности точные или достаточно строгие методы аналитического решения задач, что требует привлечения специальных разделов математики. Получаемые здесь результаты позволяют дать методы расчета более сложных конструктивных элементов, например пластин и оболочек, разработать методы решения специальных задач, таких, например, как задача о концентрации напряжений вблизи отверстий, а также установить области использования решений сопротивления материалов.

В тех случаях, когда механика деформируемого твердого тела не может дать достаточно простые и доступные для инженерной практики методы расчета конструкций, используются различные экспериментальные методы определения напряжений и деформаций в реальных конструкциях или в их моделях (например, метод тензометрии, поляризационно-оптический метод, метод голографии и т.п.).

Формирование сопротивления материалов как науки можно отнести к середине прошлого века, что было связано с интенсивным развитием промышленности и строительством железных дорог.

Запросы инженерной практики дали импульс исследованиям в области прочности и надежности конструкций, сооружений и машин. Ученые и инженеры в этот период разработали достаточно простые методы расчета элементов конструкций и заложили основы дальнейшего развития науки о прочности.

Теория упругости начала развиваться в начале XIX века как математическая наука, не имеющая прикладного характера. Теория пластичности и теория ползучести как самостоятельные разделы механики деформируемого твердого тела сформировались в XX веке.

Механика деформируемого твердого тела является во всех своих разделах постоянно развивающейся наукой. Разрабатываются новые методы определения напряженного и деформированного состояний тел. Широкое применение получили различные численные методы решения задач, что связано с внедрением и использованием ЭВМ практически во всех сферах науки и инженерной практики.

  • Александров А.Я., Соловьев Ю.И. Пространственные задачи теории упругости (применение методов теории функций комплексного переменного). М.: Наука, 1978 (djvu)
  • Александров В.М., Мхитарян С.М. Контактные задачи для тел с тонкими покрытиями и прослойками. М.: Наука, 1983 (djvu)
  • Александров В.М., Коваленко Е.В. Задачи механики сплошных сред со смешанными граничными условиями. М.: Наука, 1986 (djvu)
  • Александров В.М., Ромалис Б.Л. Контактные задачи в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986 (djvu)
  • Александров В.М., Сметанин Б.И., Соболь Б.В. Тонкие концентраторы напряжений в упругих телах. М.: Физматлит, 1993 (djvu)
  • Александров В.М., Пожарский Д.А. Неклассические пространственные задачи механики контактных взаимодействий упругих тел. М.: Факториал, 1998 (djvu)
  • Александров В.М., Чебаков М.И. Аналитические методы в контактных задачах теории упругости. М.: Физматлит, 2004 (djvu)
  • Александров В.М., Чебаков М.И. Введение в механику контактных взаимодействий (2-е изд.). Ростов-на-Дону: ООО "ЦВВР", 2007 (djvu)
  • Алфутов Н.А. Основы расчета на устойчивость упругих систем. М.: Машиностроение, 1978 (djvu)
  • Амбарцумян С.А. Общая теория анизотропных оболочек. М.: Наука, 1974 (djvu)
  • Амензаде Ю.А. Теория упругости (3-е издание). М.: Высшая школа, 1976 (djvu)
  • Андрианов И.В., Данишевский В.В., Иванков А.О. Асимптотические методы в теории колебаний балок и пластин. Днiпропетровськ: ПДАБА, 2010 (pdf)
  • Андрианов И.В., Лесничая В.А., Лобода В.В., Маневич Л.И. Расчет прочности ребристых оболочек инженерных конструкций. Киев, Донецк: Вища школа, 1986 (pdf)
  • Андрианов И.В., Лесничая В.А., Маневич Л.И. Метод усреднения в статике и динамике ребристых оболочек. М.: Наука, 1985 (djvu)
  • Аннин Б.Д., Бытев В.О., Сенашов В.И. Групповые свойства уравнений упругости и пластичности. Новосибирск: Наука, 1985 (djvu)
  • Аннин Б.Д., Черепанов Г.П. Упруго-пластическая задача. Новосибирск: Наука, 1983
  • Аргатов И.И., Дмитриев Н.Н. Основы теории упругого дискретного контакта. СПб.: Политехника, 2003 (djvu)
  • Арутюнян Н.Х., Манжиров А.В., Наумов В.Э. Контактные задачи механики растущих тел. М.: Наука, 1991 (djvu)
  • Арутюнян Н.Х., Манжиров А.В. Контактные задачи теории ползучести. Ереван: Институт механики НАН, 1999 (djvu)
  • Астафьев В.И., Радаев Ю.Н., Степанова Л.В. Нелинейная механика разрушения (2-е издание). Самара: Самарский университет, 2004 (pdf)
  • Бажанов В.Л., Гольденблат И.И., Копнов В.А. и др. Пластины и оболочки из стеклопластиков. М.: Высшая школа, 1970 (djvu)
  • Баничук Н.В. Оптимизация форм упругих тел. М.: Наука, 1980 (djvu)
  • Безухов Н.И. Сборник задач по теории упругости и пластичности. М.: ГИТТЛ, 1957 (djvu)
  • Безухов Н.И. Теория упругости и пластичности. М.: ГИТТЛ, 1953 (djvu)
  • Белявский С.М. Руководство к решению задач по сопротивлению материалов (2-е изд.). М.: Высш. шк., 1967 (djvu)
  • Беляев Н.М. Сопротивление материалов (14-е издание). М.: Наука, 1965 (djvu)
  • Беляев Н.М. Сборник задач по сопротивлению материалов (11-е издание). М.: Наука, 1968 (djvu)
  • Бидерман В.Л. Механика тонкостенных конструкций. Статика. М.: Машиностроение, 1977 (djvu)
  • Бленд Д. Нелинейная динамическая теория упругости. М.: Мир, 1972 (djvu)
  • Болотин В.В. Неконсервативные задачи теории упругой устойчивости. М.: ГИФМЛ, 1961 (djvu)
  • Большаков В.И., Андрианов И.В., Данишевский В.В. Асимптотические методы расчета композитных материалов с учетом внутренней структуры. Днепропетровск: Пороги, 2008 (djvu)
  • Борисов А.А. Механика горных пород и массивов. М.: Недра, 1980 (djvu)
  • Бояршинов С.В. Основы строительной механики машин. М.: Машиностроение, 1973 (djvu)
  • Бурлаков А.В., Львов Г.И., Морачковский О.К. Ползучесть тонких оболочек. Харьков: Вища школа, 1977 (djvu)
  • Ван Фо Фы Г.А. Теория армированных материалов с покрытиями. Киев: Наук. думка, 1971 (djvu)
  • Варвак П.М., Рябов А.Ф. Справочник по теории упругости. Киев: Будiвельник, 1971 (djvu)
  • Васильев В.В. Механика конструкций из композиционных материалов. М.: Машиностроение, 1988 (djvu)
  • Веретенников В.Г., Синицын В.А. Метод переменного действия (2-е издание). М.: Физматлит, 2005 (djvu)
  • Вибрации в технике: Справочник. Т.3. Колебания машин, конструкций и их элементов (под ред. Ф.М. Диментберга и К.С. Колесникова) М.: Машиностроение, 1980 (djvu)
  • Вильдеман В.Э., Соколкин Ю.В., Ташкинов А.А. Механика неупругого деформирования и разрушения композиционных материалов. М.: Наука. Физматлит, 1997 (djvu)
  • Винокуров В.А. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машиностроение, 1968 (djvu)
  • Власов В.З. Избранные труды. Том 2. Тонкостенные упругие стержни. Принципы построения общей технической теории оболочек. М.: АН СССР, 1963 (djvu)
  • Власов В.З. Избранные труды. Том 3. Тонкостенные пространственные системы. М.: Наука, 1964 (djvu)
  • Власов В.З. Тонкостенные упругие стержни (2-е издание). М.: Физматгиз, 1959 (djvu)
  • Власова Б.А., Зарубин B.C., Кувыркин Г.Н. Приближенные методы математической физики: Учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001 (djvu)
  • Вольмир А.С. Оболочки в потоке жидкости и газа (задачи аэроупругости). М.: Наука, 1976 (djvu)
  • Вольмир А.С. Оболочки в потоке жидкости и газа (задачи гидроупругости). М.: Наука, 1979 (djvu)
  • Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем (2-е изд.). М.: Наука, 1967 (djvu)
  • Ворович И.И., Александров В.М. (ред.) Механика контактных взаимодействий. М.: Физматлит, 2001 (djvu)
  • Ворович И.И., Александров В.М., Бабешко В.А. Неклассические смешанные задачи теории упругости. М.: Наука, 1974 (djvu)
  • Ворович И.И., Бабешко В.А., Пряхина О.Д. Динамика массивных тел и резонансные явления в деформируемых средах. М.: Научный мир, 1999 (djvu)
  • Вульфсон И.И.. Коловский М.3. Нелинейные задачи динамики машин. М.: Машиностроение, 1968 (djvu)
  • Галин Л.А. Контактные задачи теории упругости и вязкоупругости. М.: Наука, 1980 (djvu)
  • Галин Л.А. (ред.). Развитие теории контактных задач в СССР. М.: Наука, 1976 (djvu)
  • Георгиевский Д.В. Устойчивость процессов деформирования вязкопластических тел. М.: УРСС, 1998 (djvu)
  • Гирке Р., Шпрокхоф Г. Эксперимент по курсу элементарной физики. Часть 1. Механика твердого тела. М.: Учпедгиз, 1959 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Горшков А.Г. Взаимодействие упругих конструкций с жидкостью (удар и погружение). Л: Судостроение, 1976 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Кабанов В.В. Устойчивость оболочек. М.: Наука, 1978 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Селезов И.Т. Механика твердых деформируемых тел, том 5. Неклассические теории колебаний стержней, пластин и оболочек. М.: ВИНИТИ, 1973 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Толкачев В.М. Контактные задачи теории пластин и оболочек. М.: Машиностроение, 1980 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Фильштинский Л.А. Перфорированные пластины и оболочки. М.: Наука, 1970 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Чулков П.П. Критические нагрузки трехслойных цилиндрических и конических оболочек. Новосибирск. 1966 (djvu)
  • Григолюк Э.И., Чулков П.П. Устойчивость и колебания трехслойных оболочек. М.: Машиностроение, 1973 (djvu)
  • Грин А., Адкинс Дж. Большие упругие деформации и нелинейная механика сплошной среды. М.: Мир, 1965 (djvu)
  • Голубева О.В. Курс механики сплошных сред. М.: Высшая школа, 1972 (djvu)
  • Гольденвейзер А.Л. Теория упругих тонких оболочек (2-е издание). М.: Наука, 1976 (djvu)
  • Гольдштейн Р.В. (ред.) Пластичность и разрушение твердых тел: сборник научных трудов. М.: Наука, 1988 (djvu)
  • Гордеев В.Н. Кватернионы и бикватернионы с приложениями в геометрии и механике. Киев: Сталь, 2016 (pdf)
  • Гордон Дж. Конструкции, или почему не ломаются вещи. М.: Мир, 1980 (djvu)
  • Горячева И.Г. Механика фрикционного взаимодействия. М.: Наука, 2001 (djvu)
  • Горячева И.Г., Маховская Ю.Ю., Морозов А.В., Степанов Ф.И. Трение эластомеров. Моделирование и эксперимент. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2017 (pdf)
  • Гузь А.Н., Кубенко В.Д., Черевко М.А. Дифракция упругих волн. Киев: Наук. думка, 1978
  • Гуляев В.И., Баженов В.А., Лизунов П.П. Неклассическая теория оболочек и ее приложение к решению инженерных задач. Львов: Вища школа, 1978 (djvu)
  • Давыдов Г.А., Овсянников М.К. Температурные напряжения в деталях судовых дизелей. Л.: Судостроение, 1969 (djvu)
  • Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов (4-е изд.). М.: Высш. шк., 1975 (djvu)
  • Дейвис Р.М. Волны напряжений в твердых телах. М.: ИЛ, 1961 (djvu)
  • Демидов С.П. Теория упругости. Учебник для вузов. М.: Высш. школа, 1979 (djvu)
  • Джанелидзе Г.Ю., Пановко Я.Г. Статика упругих тонкостенных стержней. М.: Гостехиздат, 1948 (djvu)
  • Елпатьевский А.Н., Васильев В.М. Прочность цилиндрических оболочек из армированных материалов. М.: Машиностроение, 1972 (djvu)
  • Еремеев В.А., Зубов Л.М. Механика упругих оболочек. М.: Наука, 2008 (djvu)
  • Ерофеев В.И. Волновые процессы в твердых телах с микроструктурой. М.: Изд-во Московского университета, 1999 (djvu)
  • Ерофеев В.И., Кажаев В.В., Семерикова Н.П. Волны в стержнях. Дисперсия. Диссипация. Нелинейность. М.: Физматлит, 2002 (djvu)
  • Зарубин B.C., Кувыркин Г.Н. Математические модели термомеханики. М.: Физматлит, 2002 (djvu)
  • Зоммерфельд А. Механика деформируемых сред. М.: ИЛ, 1954 (djvu)
  • Ивлев Д.Д., Ершов Л.В. Метод возмущений в теории упругопластического тела. М.: Наука, 1978 (djvu)
  • Ильюшин А.А. Пластичность, часть 1: Упруго-пластические деформации. М.: ГИТТЛ, 1948 (djvu)
  • Ильюшин А.А., Ленский В.С. Сопротивление материалов. М.: Физматлит, 1959 (djvu)
  • Ильюшин А.А., Победря Б.Е. Основы математической теории термовязко-упругости. М.: Наука, 1970 (djvu)
  • Ильюшин А.А. Механика сплошной среды. М.: МГУ, 1971 (djvu)
  • Илюхин А.А. Пространственные задачи нелинейной теории упругих стержней. Киев: Наук. думка, 1979 (djvu)
  • Иориш Ю.И. Виброметрия. Измерение вибрации и ударов. Общая теория, методы и приборы (2-е изд.). М.: ГНТИМЛ, 1963 (djvu)
  • Ишлинский А.Ю., Черный Г.Г. (ред.) Механика. Новое в зарубежной науке No.8. Нестационарные процессы в деформируемых телах. М.: Мир, 1976 (djvu)
  • Ишлинский А.Ю., Ивлев Д.Д. Математическая теория пластичности. М.: Физматлит, 2003 (djvu)
  • Каландия А.И. Математические методы двумерной упругости. М.: Наука, 1973 (djvu)
  • Кан С.Н., Бурсан К.Е., Алифанова О.А. и др. Устойчивость оболочек. Харьков: Изд-во Харьковского университета, 1970 (djvu)
  • Кармишин А.В., Лясковец В.А., Мяченков В.И., Фролов А.Н. Статика и динамика тонкостенных оболочечных конструкций. М.: Машиностроение, 1975 (djvu)
  • Качанов Л.М. Основы теории пластичности. М.: Наука, 1969 (djvu)
  • Кильчевский Н.А. Теория соударений твердых тел (2-е изд.). Киев: Наук. думка, 1969 (djvu)
  • Кильчевский Н.А., Кильчинская Г.А., Ткаченко Н.Е. Аналитическая механика континуальных систем. Киев: Наук. думка, 1979 (djvu)
  • Кинасошвили Р.С. Сопротивление материалов. Краткий учебник (6-е издание). М.: ГИФМЛ, 1960 (djvu)
  • Кинслоу Р. (ред.). Высокоскоростные ударные явления. М.: Мир, 1973 (djvu)
  • Кирсанов Н.М. Поправочные коэффициенты и формулы для расчета висячих мостов с учетом прогибов. М.: Автотрансиздат, 1956 (pdf)
  • Кирсанов Н.М. Висячие системы повышенной жесткости. М.: Стройиздат, 1973 (djvu)
  • Кирсанов Н.М. Висячие покрытия производственных зданий. М.: Стройиздат, 1990 (djvu)
  • Киселев В.А. Строительная механика (3-е изд.). М.: Стройиздат, 1976 (djvu)
  • Климов Д.М. (редактор). Проблемы механики: Сб. статей. К 90-летию со дня рождения А.Ю. Ишлинского. М.: Физматлит, 2003 (djvu)
  • Кобелев В.Н., Коварский Л.М., Тимофеев С.И. Расчет трехслойных конструкций. М.: Машиностроение, 1984 (djvu)
  • Коваленко А.Д. Введение в термоупругость. Киев: Наук. думка, 1965 (djvu)
  • Коваленко А.Д. Основы термоупругости. Киев: Наук. думка, 1970 (djvu)
  • Коваленко А.Д. Термоупругость. Киев: Вища школа, 1975 (djvu)
  • Когаев В.П. Расчеты на прочность при напряжениях, переменных во времени. М.: Машиностроение, 1977 (djvu)
  • Койтер В.Т. Общие теоремы теории упруго-пластических сред. М.: ИЛ, 1961 (djvu)
  • Кокер Э., Фаилон Л. Оптический метод иследования напряжений. Л.-М.: ОНТИ, 1936 (djvu)
  • Колесников К.С. Автоколебания управляемых колёс автомобиля. М.: Гостехиздат, 1955 (djvu)
  • Колмогоров В.Л. Напряжения, деформации, разрушение. М.: Металлургия, 1970 (djvu)
  • Колмогоров В.Л., Орлов С.И., Колмогоров Г.Л. Гидродинамическая подача смазки. М.: Металлургия, 1975 (djvu)
  • Колмогоров В.Л., Богатов А.А., Мигачев Б.А. и др. Пластичность и разрушение. М.: Металлургия, 1977 (djvu)
  • Кольский Г. Волны напряжения в твердых телах. М.: ИЛ, 1955 (djvu)
  • Кордонский Х.Б. и др. Вероятностный анализ процесса изнашивания. М.: Наука, 1968 (djvu)
  • Космодамианский А.С. Напряженное состояние анизотропных сред с отверстиями или полостями. Киев-Донецк: Вища школа, 1976 (djvu)
  • Космодамианекий А.С., Шалдырван В.А. Толстые многосвязные пластины. Киев: Наук. думка, 1978 (djvu)
  • Крагельский И.В., Щедров В.С. Развитие науки о трении. Сухое трение. М.: АН СССР, 1956 (djvu)
  • Кувыркин Г.Н. Термомеханика деформируемого твердого тела при высокоинтенсивном нагружении. М.: Изд-во МГТУ, 1993 (djvu)
  • Кукуджанов В.Н. Численные методы в механике сплошных сред. Курс лекций. М.: МАТИ, 2006 (djvu)
  • Кукуджанов В.Н. Компьютерное моделирование деформирования, повреждаемости и разрушения неупргугих материалов и конструкций. М.: МФТИ, 2008 (djvu)
  • Куликовский А.Г., Свешникова Е.И. Нелинейные волны в упругих телах. М.: Моск. лицей, 1998 (djvu)
  • Купрадзе В.Д. Методы потенциала в теории упругости. М.: Физматгиз, 1963 (djvu)
  • Купрадзе В.Д. (ред.) Трехмерные задачи математической теории упругости и термоупругости (2-е изд.). М.: Наука, 1976 (djvu)
  • Лейбензон Л.С. Курс теории упругости (2-е изд.). М.-Л.: ГИТТЛ, 1947 (djvu)
  • Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.-Л.: ГИТТЛ, 1950 (djvu)
  • Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела (2-е изд.). М.: Наука, 1977 (djvu)
  • Либовиц Г. (ред.) Разрушение. Т.2. Математические основы теории разрушения. М.: Мир, 1975 (djvu)
  • Либовиц Г. (ред.) Разрушение. Т.5. Расчет конструкций на хрупкую прочность. М.: Машиностроение, 1977 (djvu)
  • Лизарев А.Д, Ростанина Н.Б. Колебания металлополимерных и однородных сферических оболочек. Мн.: Наука и техника, 1984 (djvu)
  • Лихачев В.А., Панин В.Е., Засимчук Е.Э. и др. Кооперативные деформационные процессы и локализация разрушений. Киев: Наук. думка, 1989 (djvu)
  • Лурье А.И. Нелинейная теория упругости. M.: Наука., 1980 (djvu)
  • Лурье А.И. Пространственные задачи теории упругости. М.: ГИТТЛ, 1955 (djvu)
  • Лурье А.И. Теория упругости. М.: Наука, 1970 (djvu)
  • Ляв А. Математическая теория упругости. М.-Л.: ОГИЗ Гостехтеориздат, 1935 (djvu)
  • Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1968 (djvu)
  • Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести (2-е издание). М.: Машиностроение, 1975 (djvu)
  • Маслов В.П., Мосолов П.П. Теория упругости для разномодульной среды (учебное пособие). М.: МИЭМ, 1985 (djvu)
  • Мейз Дж. Теория и задачи механики сплошных сред. М.: Мир, 1974 (djvu)
  • Мелан Э., Паркус Г. Температурные напряжения, вызываемые стационарными температурными полями. М.: Физматгиз, 1958 (djvu)
  • Механика в СССР за 50 лет. Том 3. Механика деформируемого твердого тела. М.: Наука, 1972 (djvu)
  • Миролюбов И.Н. и др. Пособие к решению задач по сопротивлению материалов (2-е издание). М.: Высшая школа, 1967 (djvu)
  • Миронов А.Е., Белов Н.А., Столярова О.О. (ред.) Алюминиевые сплавы антифрикционного назначения. М.: Изд. дом МИСиС, 2016 (pdf)
  • Морозов Н.Ф. Математические вопросы теории трещин. М.: Наука, 1984 (djvu)
  • Морозов Н.Ф., Петров Ю.В. Проблемы динамики разрушения твердых тел. СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1997 (djvu)
  • Моcолов П.П., Мясников В.П. Механика жесткопластических сред. М.: Наука, 1981 (djvu)
  • Моссаковский В.И., Гудрамович В.С., Макеев Е.М. Контактные задачи теории оболочек и стержней. М.: Машиностроение, 1978 (djvu)
  • Мусхелишвили Н. Некоторые основные задачи математической теории упругости (5-е издание). М.: Наука, 1966 (djvu)
  • Нотт Дж.Ф. Основы механики разрушения. М.: Металлургия, 1978 (djvu)
  • Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел, том 1. М.: ИЛ, 1954 (djvu)
  • Надаи А. Пластичность и разрушение твердых тел, том 2. М.: Мир, 1969 (djvu)
  • Новацкий В. Динамические задачи термоупругости. М.: Мир, 1970 (djvu)
  • Новацкий В. Теория упругости. М.: Мир, 1975 (djvu)
  • Новацкий В.К. Волновые задачи теории пластичности. М.: Мир, 1978 (djvu)
  • Новожилов В.В. Основы нелинейной теории упругости. Л.-М.: ОГИЗ Гостехтеориздат, 1948 (djvu)
  • Новожилов В.В. Теория упругости. Л.: Гос. союз. издат. судостроительной пром., 1958 (djvu)
  • Образцов И.Ф., Нерубайло Б.В., Андрианов И.В. Асимптотические методы в строительной механике тонкостенных конструкций. М.: Машиностроение, 1991 (djvu)
  • Овсянников Л.В. Введение в механику сплошных сред. Часть 1. Общее введение. НГУ, 1976 (djvu)
  • Овсянников Л.В. Введение в механику сплошных сред. Часть 2. Классические модели механики сплошных сред. НГУ, 1977 (djvu)
  • Оден Дж. Конечные элементы в нелинейной механике сплошных сред. М.: Мир, 1976 (djvu)
  • Олейник О.А., Иосифьян Г.А., Шамаев А.С. Математические задачи теории сильно неоднородных упругих сред. М.: Изд-во МГУ, 1990 (djvu)
  • Панин В.Е., Гриняев Ю.В., Данилов В.И. и др. Структурные уровни пластической деформации и разрушения. Новосибирск: Наука, 1990 (djvu)
  • Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск: Наука, 1985 (djvu)
  • Пановко Я.Г. Внутреннее трение при колебаниях упругих систем. М.: ГИФМЛ, 1960 (djvu)
  • Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара (3-е изд.). Л.: Машиностроение, 1976 (djvu)
  • Папкович П.Ф. Теория упругости. М.: Оборонгиз, 1939 (djvu)
  • Паркус Г. Неустановившиеся температурные напряжения. М.: ГИФМЛ, 1963 (djvu)
  • Партон В.З., Перлин П.И. Интегральные уравнения теории упругости. М.: Наука, 1977 (djvu)
  • Партон В.3., Перлин П.И. Методы математической теории упругости. М.: Наука, 1981 (djvu)
  • Пелех Б.Л. Теория оболочек с конечной сдвиговой жесткостью. Киев: Наук. думка, 1973 (djvu)
  • Пелех Б.Л. Обобщенная теория оболочек. Львов: Вища школа, 1978 (djvu)
  • Перельмутер А.В. Основы расчета вантово-стержневых систем. М.: Из-во литературы по строительству, 1969 (djvu)
  • Писаренко Г.С., Лебедев А.А. Деформирование и прочность материалов при сложном напряженном состоянии. Киев: Наук. думка, 1976 (djvu)
  • Писаренко Г.С. (ред.) Сопротивление материалов (4-е изд.). Киев: Вища школа, 1979 (djvu)
  • Писаренко Г.С., Можаровский Н.С. Уравнения и краевые задачи теории пластичности и ползучести. Киев: Наук. думка, 1981 (djvu)
  • Планк М. Введение в теоретическую физику. Часть вторая. Механика деформируемых тел (2-е издание). М.-Л.: ГТТИ, 1932 (djvu)
  • Победря Б.Е. Механика композиционных материалов. М.: Изд-во МГУ, 1984 (djvu)
  • Победря Б.Е. Численные методы в теории упругости и пластичности: Учеб. пособие. (2-е изд.). М.: Изд-во МГУ, 1995
  • Cтраница 1


    Механика деформируемого твердого тела, как представляется автору, должна рассматриваться как единая наука, объединяющая те научные дисциплины, которые по традиции излагаются и изучаются раздельно. Для механики недостаточно написать определяющие уравнения, нужно уметь их решать при данных граничных условиях и решать возможно точно. Поэтому та картина, которую строит механик, может иногда показаться чрезмерно упрощенной. Но механик вынужден блуждать между Сциллой и Харибдой; с одной стороны, его уравнения должны достаточно точно отражать действительность, с другой - быть доступными для интегрирования.  

    Механика деформируемого твердого тела - наука, в которой изучаются законы движения и равновесия твердых тел в условиях их деформирования при различных воздействиях. Деформация твердого тела заключается в том, что изменяются его размеры и форма. С этим свойством твердых тел, как элементов конструкций, сооружений и машин, инженер постоянно встречается в своей практической деятельности.  

    Механика деформируемого твердого тела является во всех своих разделах постоянно развивающейся наукой. Разрабатываются новые методы определения напряженного и деформированного состояний тел. Широкое применение получили различные численные методы решения задач, что связано с внедрением и использованием ЭВМ практически во всех сферах науки и инженерной практики.  

    Механика деформируемого твердого тела изучает законы деформирования реальных твердых тел под действием приложенных к ним внешних сил, температурных, магнитных полей и других внешних воздействий. Силы, как основной фактор взаимодействия между телами, представляют собой меру механического действия тел друг на друга и взаимодействия частей одного тела между собой. В механике деформируемого твердого тела и сопротивлении материалов, в частности, под термином деформация обычно понимают локальную деформацию, описывающую изменение расстояний между близкими материальными точками тела, и изменение взаимной ориентации отдельных волокон тела. Под волокном понимают совокупность материальных точек тела, непрерывно заполняющих некоторый малый отрезок ab, заданным образом ориентированный в пространстве.  

    Механика деформируемого твердого тела - наука о равновесии и движении твердых тел с учетом изменения расстояний между отдельными частицами тела.  

    Задача механики деформируемого твердого тела для конкретных форм элементов конструкции и условий нагружения рассматривается как краевая задача, которая решается методом конечных элементов. В процессе такого численного решения становится важным адекватное моделирование поведения материала и его свойств. Свойства, характеризующие поведение материала под нагрузкой, а также в общем случае и краевые условия могут быть определены из экспериментально полученных кривых деформирования и зависимостей для возмущающих воздействий.  

    Зарождение механики деформируемого твердого тела как науки датируется 1638 г., когда в голландском городе Лейдене была издана книга Гали-лео Галилея Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, содержащая основы двух новых отраслей науки: динамики и учения о прочности. Здесь Галилеем дана постановка проблемы о прочности тел и предпринята первая в истории человечества попытка решить этот вопрос на научной основе. Конечно, в догалилеево время возводились поражающие ум человека архитектурные творения, однако их сооружение выполнялось на базе эмпирических знаний, методом проб, на базе знаний, передававшихся от поколения к поколению как результат опыта, накопленного в практической деятельности. Галилеей сказано новое слово в задаче об изгибе балки, где он правильно установил, что для балки прямоугольного поперечного сечения момент сопротивления пропорционален первой степени ширины и квадрату высоты ее сечения.  

    Зарождение механики деформируемого твердого тела как науки датируется 1638 г., когда в голландском городе Лейдене была издана книга Гали-лсо Галилея Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей пауки, содержащая основы двух новых отраслей науки: динамики и учения о прочности. Здесь Галилеем дана постановка проблемы о прочности тел и предпринята первая в истории человечества попытка решить этот ьопрос на научной основе. Конечно, в догалилеево время возводились поражающие ум человека архитектурные творения, однако их сооружение выполнялось на базе эмпирических знаний, методом проб, на базе знаний, передававшихся от поколения к поколению как результат опыта, накопленного в практической деятельности. Галилеем сказано новое слово в задаче об изгибе балки, где он правильно установил, что для балки прямоугольного поперечного сечения момент сопротивления пропорционален первой степени ширины и квадрату высоты ее сечения.  


    В механике деформируемого твердого тела оболочкой называют в общем случае неоднородное материальное тело, метрика и форма которого в известном приближении отождествляются с метрикой и формой некоторой поверхности, связанной с этим телом и называемой поверхностью приведения SQ.  

    В механике деформируемого твердого тела под термином определяющие (иногда физические, конституционные) соотношения понимают зависимость между напряжениями и деформациями.  

    В механике деформируемого твердого тела материал называется однородным, если он имеет одинаковые свойства во всех материальных точках. Материал считается изотропным по отношению к некоторому свойству, если это свойство в данной материальной точке одинаково по всем направлениям. Материал считается анизотропным по отношению к тем свойствам, которые зависят от направления.  

    В механике деформируемого твердого тела вводятся различные гипотезы и допущения, касающиеся характера процесса деформирования тела и свойств его материала.  

    В механике деформируемого твердого тела при сравнительно большой точности определения напряженно-деформированного состояния в конструкциях степень точности определения момента разрушения остается низкой. Это несоответствие в первую очередь объясняется тем, что гипотеза сплошности, которая кладется в основу задач определения напряжений и деформаций, дает возможность определить лишь осредненные значения напряжений, не учитывая реально существующей микроструктуры, которая существенно влияет на характеристики прочности и разрушения. Многообразие возможных и реально существующих микроструктур не дает возможности построить единую теорию разрушения, которая могла бы учитывать влияние строения материалов на его прочность с той же степенью точности, как определяются напряжения и деформации на базе гипотезы сплошности, игнорирующей микроструктуру материалов. Описанные в § 8.10 критерии кратковременной прочности базируются на представлении о разрушении как о мгновенном акте.  

    ЛЕКЦИЯ 1. Введение. Основные понятия, гипотезы и принципы. Расчётная схема сооружения. Виды нагрузок.

    Введение. Курс «Сопротивление материалов» является одним из разделов науки, которая носит название «Механика деформируемого твёрдого тела». В теоретической механике рассматривается равновесие и движение абсолютно твёрдого тела. Механика деформируемого твёрдого тела – наука, в которой изучаются законы движения и равновесия твёрдых тел в условиях их деформирования под действием различных нагрузок. Деформация твёрдого тела заключается в изменении его размеров и формы.

    Например, стержень под действием растягивающих сил удлиняется, балка, нагруженная поперечной силой, изгибается, вал под действием скручивающих нагрузок претерпевает кручение. Эти примеры проиллюстрированы на рис. 1.1.

    Рис. 1.1. Различные виды сопротивления стержня: а) растяжение; б) изгиб; в) кручение

    При действии нагрузок в твёрдых телах возникают внутренние силы, которые характеризуют сопротивление тела деформации. Внутренние силы, отнесённые к единице площади, называются напряжениями .

    Сопротивление материалов – наука о методах расчёта инженерных конструкций и их элементов на прочность, жёсткость и устойчивость. Правильное решение этих задач является основой при расчёте и проектировании конструкций, поскольку оно обеспечивает их надёжность в течение всего периода эксплуатации.

    Прочность – способность конструкции и её элементов не разрушаясь нести приложенные к ним нагрузки в течение всего времени эксплуатации. Потеря прочности балки под действием силы показана на рис. 1.2.а на примере разрушения балки.

    Жёсткость - способность конструкции и её элементов деформироваться в заданных пределах. Обычно жёсткость конструкций регламентируется нормами проектирования. Например, максимальные прогибы балок (рис. 1.2.б), применяемых в строительстве находятся в пределах v = (1/200÷1/1000) , углы закручивания валов обычно не должны превышать 2 0 на 1 метр длины вала и т.д.

    Устойчивость - способность конструкции и её элементов сохранять первоначальную форму равновесия. Например, для стержня на рис. 1.2.в при F < F cr будет устойчивой первоначальная прямолинейная форма равновесия, а при F > F cr устойчивым будет изогнутое состояние стержня. При этом стержень будет работать не только на сжатие, но и на изгиб, что приведёт его к быстрому разрушению из-за потери устойчивости.

    Рис. 1.2. Иллюстрации потери стержнем: а) прочности; б) жесткости;

    в) устойчивости

    Кроме того, что сооружение должно быть прочным, жёстким и устойчивым, оно должно быть ещё и экономичным.

    Некоторые сведения из истории науки о сопротивлении материалов . Начало этой науки относят к 1638 году, когда Галилео Галилей опубликовал свой труд «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки, относящихся к механике и местному движению».

    В дальнейшем проблемами поведения конструкций под нагрузкой занимались Кулон, братья Бернулли, Эйлер, Лагранж, Гук. Их работы, в основном, относились к математической стороне задачи и не получили в то время практического применения.

    В начале XIX века сопротивление материалов становится основой для расчётов сооружений и машин. Инженер и математик Навье в 1826 году во Франции издал первый курс сопротивления материалов, в котором суммировался весь накопленный в то время объём знаний по этой науке. В это время в России и за рубежом появляются механические лаборатории для испытания материалов с целью определения их механических свойств и проверки теоретических выводов.

    В последнее время методы механики деформируемого твёрдого тела усиленно развиваются на базе использования ЭВМ и достижений в физике твёрдого тела.

    Основные понятия, гипотезы и принципы . Одним из основных понятий механики деформируемого твёрдого тела является понятие о деформации тела при различных воздействиях. В процессе деформирования изменяется взаимное расположение частиц тела, которые получают перемещения .

    Как правило, эти перемещения считаются малыми по сравнению с размерами тела.

    Вводится ряд гипотез и допущений, касающихся характера процесса деформирования тела и свойств его материала.

    Деформирование называют абсолютно упругим (гипотеза идеальной упругости тела) , если после снятия нагрузки деформации полностью исчезают и восстанавливаются первоначальные размеры и форма тел.

    Наличие остаточных деформаций характеризует пластические свойства материала. Процесс деформирования тела с учётом пластических деформаций изучается в курсе теории пластичности.

    При нагружении тела с фиксацией нагрузки на определённом уровне с течением времени деформации могут увеличиться, такое явление называют ползучестью. С другой стороны, если деформации тела в течение определённого периода времени остаются неизменными, то внутренние силы и напряжения в теле могут уменьшиться. Такое явление называется релаксацией напряжений .

    На основе гипотезы о сплошности тела материал считается сплошным и полностью заполняющим объём, ограниченный поверхностью тела. При этом не учитывается молекулярное состояние вещества.

    Строение и состав материала могут быть неодинаковыми в различных точках. В природе все тела более или менее неоднородны. Для многих строительных конструкционных материалов вводится гипотеза об однородности тела , что соответствует осреднению свойств материала по всему объёму.

    Материал тела имеет определённые физико-механические характеристики. Если эти характеристики одинаковы по всем направлениям, то материал называется изотропным , а при их различии – анизотропным . Свойством анизотропии в той или иной степени обладают все материалы, но если она незначительна, то её можно пренебречь и считать материал изотропным.

    Большое значение в механике деформируемого твёрдого тела имеетпринцип суперпозиции или принцип независимости действия сил . Он справедлив при выполнении закона Гука. Согласно этому принципу какой-либо результат действия нагрузки (деформации, опорные реакции) можно представить в виде суммы аналогичных результатов действия по отдельности всех составляющих нагрузки. Например, удлинение стержня на рис.1.3.а от сил F 1 и F 2 равно сумме его удлинений от раздельного действия этих сил (рис. 1.3.б и 1.3.в)

    Рис. 1.3. Иллюстрация принципа независимости действия сил

    Использование принципа Сен-Венана позволяет вносить упрощения в расчётные схемы. Этот принцип в середине XIX века сформулировал французский математик и механик. Согласно принципу Сен-Венана напряжённое состояние тела на достаточном удалении от области действия локальных нагрузок мало зависит от детального способа приложения этих нагрузок (рис. 1.4).

    Рис. 1.4. Иллюстрация принципа Сен-Венана

    Расчётная схема сооружения. Расчёт любой конструкции начинается с построения её расчётной схемы. При этом вводятся схематизации и упрощения, касающиеся характера действия нагрузок, условий опирания, типов конструктивных элементов и т.п. Расчётная схема отображает всё существенное для работы данной конструкции и не содержит второстепенных факторов, мало влияющих на результаты её расчёта.

    По геометрическим признакам выделяют три типа расчётных схем.

    1. Стержни или брусья (рис. 1.5.а), у которых длина значительно больше размеров поперечного сечения (стойка, вал, балка). Они могут иметь различную форму поперечного сечения (круг, прямоугольник, двутавр, и т.п.), они бывают сплошными и полыми (например, труба), криволинейными и прямолинейными, с постоянными или переменными по длине размерами сечения.

    Рис. 1.5. Схемы расчётных элементов: а) стержень; б) пластина;

    в) массивное тело

    2. Пластины и оболочки (рис 1.5.б) имеют один размер – толщину - намного меньше двух других размеров (плиты перекрытий, панели зданий,).

    3. Массивное тело (рис 1.5.в) имеет размер во всех трёх направлениях одного порядка (блоки фундаментов, гидротехнических сооружений).

    В инженерных конструкциях широко применяются стержневые системы (рис. 1.6), состоящие из стержней, например рамы и фермы.

    Рис. 1.6. Стержневые системы: а) рамы; б) фермы

    Виды нагрузок . Нагрузки, действующие на конструкции, классифицируют по ряду признаков.

      Поверхностные и объёмные нагрузки . Поверхностные нагрузки можно рассматривать как результат взаимодействия различных конструктивных элементов друг с другом или с различными физическими объектами (грунт, вода, снег). Объёмные нагрузки действуют на каждую частицу внутри тела (собственный вес конструкции, силы инерции).

      Активные и реактивные нагрузки. Активные нагрузки, как правило, известны. Реактивные нагрузки – реакции связей, возникают в местах закрепления конструктивного элемента и подлежат определению.

      Распределённые и сосредоточенные нагрузки. Все поверхностные нагрузки являются распределёнными по некоторой поверхности конструкции (снег, ветер). Эти нагрузки характеризуются интенсивностью q , которая может быть переменной или постоянной. В последнем случае нагрузка называется равномерно распределённой . При расчёте стержней распределённая по площади нагрузка приводится к линейной, распределённой по длине стержня. При малой площади распределения нагрузку можно считать сосредоточенной .

      Статические и динамические нагрузки. При статическом нагружении пренебрегают силами инерции, такое нагружение характеризуется постепенным нарастанием нагрузки до её конечного значения. При динамическом нагружении нагрузки прикладываются внезапно или ударно. В этом случае учёт сил инерции и частоты колебаний является обязательным.

      Постоянные и временные нагрузки. К постоянным нагрузкам относят те, которые должны действовать в течение всего периода эксплуатации конструкции (собственный вес). Временные носят периодический характер (давление людей и оборудования на перекрытия здания).