6804 Классическая теория сопротивления материалов от Галилея до. I. теоретические основы маркетинговых исследований
 Скачать 159 Kb.
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ Еще в глубокой древности при сооружении грандиозных монументов, храмов, пирамид строителям понадобились сведения о сопротивлении материалов, на основе которых можно было бы назначать надежные размеры частей сооружений. Уже египтянам были известны некоторые правила подобного рода. Крупный вклад в развитие строительного искусства внесли греки. Они разработали статику, в основе которой лежала механика материалов. Архимед математически строго вывел условия равновесия рычага, ввел понятие центра тяжести и указал способы его отыскания. Он применил свою теорию для конструирования различных механизмов. У римлян строительство приобрело особо широкий размах. До нашего времени сохранились некоторые из римских сооружений, среди которых не только памятники и храмы, но и мосты, дороги и фортификационные сооружения. Об используемых римлянами строительных приемах и правилах мы можем узнать из книги знаменитого архитектора эпохи императора Августа – Витрувия. В ней приведены также сведения о некоторых типах сооружений и строительных материалах, а также о подъемных механизмах1. Опыт, накопленный греками и римлянами, был частично утрачен в средние века, но в эпоху возрождения искусство строительства было поднято на прежнюю высоту. Наиболее выдающимся ученым и инженером этой эпохи был Леонардо да Винчи. Его интересовала механика, в которой он видел «рай для математической науки». Леонардо да Винчи пользовался правилом моментов и получал правильные решения для поставленных задач, используя в дальнейшем сделанные выводы в своих рисунках. Он применял золотое правило механики (впоследствии оно выросло в принцип виртуальных перемещений) для расчетов различных систем блоков и рычагов. ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАРКЕТИНГОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Противодействие материалов – это инженерная урок, имеющая целью расчетное обеспечивания надежности простых составляющих машин, устройств, составляющих систем сооружений. Тут над надежностью имеется ввиду обеспечивания бесперебойности их работы за отведенное время эксплуатации. В базе надежности лежат эти запросы к объектам рассмотрения как крепость, строгость, стабильность их составляющих, собственно что исследуется в сопротивлении материалов. В отличии от теоретической механики, где рассматривается безусловно строгие (недеформируемые) тела, в сопротивлении материалов применяется модель жесткого деформируемого тела, меняющего при наружных нагрузках собственные габариты и форму. Предметом курса сопротивления материалов считается обсуждение способов расчета крепости, жесткости и стойкости простых частей машин, устройств и составляющих систем сооружений при данных обликах нагружения. К задачкам курса относятся обеспечивания расчетного обоснования надежности настоящих деформируемых тел, рассмотрением вопросов их крепости, жесткости и стойкости2. Основателем российской средние учебные заведения доктрине упругости считается Александр Николаевич Динник(1876–1950). Его работы относятся к разным задачам доктрине упругости: стабильность составляющих сооружений, в частности стержней и арок неизменного и переменного сечения; стабильность и шатания плит, пластинок, мембран; использование доктрине упругости к задачам горного давления; крепкость шахтных канатов и др. Он еще одним из первых промышлял задачками шатаний континуальных систем. Динник постоянный проводил консультации с сотрудниками производства; был выдающимся воспитателем3. Теплотехника – урок, которая исследует способы получения, переустройства, передачи и применения теплоты, а еще основы воздействия и конструктивные особенности термических машин, аппаратов и приборов. Разработка теоретических почв теплотехники важна для установления более оптимальных методик термический энергии, анализа экономичности трудящихся процессов термических установок и сотворения свежих, более идеальных типов термических агрегатов. Теплота применяется во всех областях работы человека. Более античное использование силы чета приписывается Архимеду, который, по текстам Леонардо да Винчи придумал паровую пушку. Надлежащее по времени внедрение термический энергии принадлежит самому большому изобретателю всех лет и народов Герону Александрийскому, проживавшему в I веке нашей эры. Геронов шар – эолипил (в переводе с греческого «шар Эола – бога ветров») стал прообразом реактивной паровой турбины. Он представлял собой полый металлический шар с впаянными в него на противоположных полушариях двумя Г-образными патрубками-соплами. Шар мог вращаться в трубчатых опорах. По трубкам, играющим роль осей, поступал в шар от котла, установленного под шаром. Затем он вырывался из трубок, создавая реактивные силы, под действием которых достаточно быстро вращался. Построенный современными учеными по чертежам Герона эолипил развивал до 3500 оборотов в минуту4. Но вклад Герона в развитие теплотехники не ограничивается эолипилом, на его счету есть и различные автоматические устройства, работающие под действием давления горячего воздуха или пара. Так устройство для автоматического открывания дверей храма по существу является прообразом паровых насосов Сэвери. Приспособление Герона для автоматического открывания дверей храма. Огонь, зажженный в бронзовом жертвеннике, вызывает расширение воздуха в объеме υ, в результате вытесненная вода по сифону переливается в бак ξ. Он становится тяжелее, опускается и поворачивает двери на петлях. После остывания жертвенника воздух в сосуде υ разрежается, и вода перетекает в него обратно, а двери храма закрываются. Однако все изобретения Герона Александрийского, основанные на использовании энергии тепла остались почти невостребованными. Низкий уровень науки и техники и отсутствие потребности в тепловом двигателе у рабовладельческого общества остановили разработку тепловых машин более чем на полтора тысячелетия. Принято считать, собственно что доктрина сопротивления жестких тел деформированию базирована Галилео Галилеем (1564–1642) в его последнем трактате “Беседы о 2-ух свежих науках”5. (1638). “Беседы” изложены в облике диалогов и разбиты на 6 дней. Первые два дня приурочены к сцеплению частиц в жестких телах, сопротивлению и разрушению при извиве и растяжении упругих балок, а еще звуковым шатаниям. Тут формулируются: а) задача о разрушении упругой призмы при изгибе; б) задачка о разрушении цилиндрического бруса при продольном разрыве. первая задача стала исходный для больше чем столетнего цикла дел. При рассмотрении 2 задачки в рассуждениях Сальвиати (Галилея) неявно наличествуют 2 базовых мнения: а) принцип затвердевания; б) понятие о напряжении. До Галилея являлось, собственно что мощь, надобная для разрыва каната, находится в зависимости лишь только от длины каната. Чем длиннее трос — что меньше мощь разрыва. Ныне ведомо, собственно что по причине присутствия недостатков это вправду правильно, но в безупречном канате это не так. Требовалась удивительная дальновидность, дабы, назло экспериментальным прецедентам, признать, собственно что мощь, надобная для разрыва каната, пропорциональна площади сечения каната и не находится в зависимости от его длины. Принцип затвердевания для доктрине жестких деформируемых тел в очевидной форме был сформулирован Гастоном Пардисом (1636–1673) в 1673 г. Он относится к гибким нитям (подвесным мостам, цепным линиям и т.д.) и заявляет, собственно что конфигурация всякий выделенной части нити не поменяется, в случае если отброшенную доля нити поменять благоприятными силами, приложенными к концам выделенной части нити и направленными вдоль касательных к нити в концевых точках. В 1609 г. до Падуи дошел слух об изобретении телескопа, и Галилей, не обращая внимания на скудность сведений, автономно соорудил личный телескоп с 32-кратным наращиванием. С поддержкой сего устройства он устроил ряд выдающихся астрономических открытий. Он зарекомендовал, что Млечный Дорога произведено из некрепких звездного неба, обрисовал гористый нрав плоскости Луны, а в 1610 г. в первый раз заприметил спутников Юпитера. Последнее изобретение оказало большое воздействие на последующее становление астрономии, потому что видное перемещение данной системы поиграло роль очень убедительного аргумента в пользу доктрине Коперника. Эти изучения создали Галилея известным. Он получил звание «экстраординарного философа и математика» при величавом бароне Тосканском и в сентябре 1610 г. переехал из Падуи во Флоренцию. В свежей должности Галилей не нес практически никаких других обязательств, не считая продолжения собственной научной работы, и отослал все собственные силы на становление астрономии. Он заприметил особую форму Сатурна, следил фазы Венеры и обрисовал пятна на Солнце. Все эти сверкающие открытия и проникнутые энтузиазмом фантазирования Галилея в защиту доктрине Коперника завлекли забота церкви. Отступление свежей доктрине солнечной системы от библейской догмы было передано суду инквизиции, и в 1615 г. Галилей получил полуофициальное предупреждение с указанием игнорировать проникновения в вопросы теологии и ограничиваться начиная с этой секунды рассуждениями, не выходящими за пределы физики. На базе собственной доктрине Галилей получает ряд весомых выводов. Рассматривая опору прямоугольного поперечного сечения, он становит вопрос: «Почему и во сколько один брус, или, чем какого-либо другого, призма, ширина которой более толщины, окажет более сопротивления излому, когда мощь приложена в направленности ее ширины, чем в что случае, когда она функционирует в направленности толщины»6. Исходя из собственного догадки, он выделяет верный ответ: «Любая линейка или же призма, ширина которой более толщины, окажет большее противодействие излому, когда она поставлена на ребро, чем когда она лежит плашмя, ипритом во столько один более, во сколько ширина более толщины»). Продолжая изучение задачки о балке — консоли неизменного поперечного сечения, Галилей заключает, что изгибающий момент веса опоры растет пропорционально квадрату длины. Предохраняя длину радиальных цилиндров, но изменяя радиусы их причин, Галилей находит, что их момент сопротивления пропорционален кубам радиусов. Данный итог идет по стопам из такого прецедента, собственно что «абсолютное» противодействие пропорционально площади поперечного сечения цилиндра, а плечо этапа сопротивления точно также радиусу цилиндра. По сравнению геометрически похожие консоли, нагруженные личным весом, Галилей заключает, собственно что в случае если изгибающий момент в сечении заделки пропорционален 4 степени длины, то момент сопротивления пропорционален кубу линейных объемов. Это показывает на то, собственно что геометрически похожие опоры не равнопрочные. По мере возрастания объемов геометрически похожие опоры делаются все наименее и наименее крепкими, и в конце концов при довольно большущих объемах имеют все шансы разрушиться под воздействием первого только личного веса. Он отмечает еще, что для хранения неизменной крепости габариты поперечного сечения надо наращивать в большем отношении, чем то, в котором растут длины.
Но в конце XVII века, когда началось бурное развитие горнодобывающей, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной и других отраслей производства возникла острая потребность в значительно более мощных источниках механической энергии, чем мускульная сила людей и животных, энергия воды и ветра. Внимание изобретателей обратилось к движущей силе пара или огня. Применение паровых турбин являлось очень заманчивым, так как в них сразу получается равномерное вращательное движение ротора, и нет необходимости в механизмах, преобразующих поступательное движение поршня во вращательное вала, как это происходит в паровых машинах и ДВС. Однако изготовление паровой турбины возможно только при высоком уровне технологии, наличии специальных материалов и методов очень точной обработки металлов. Кроме того, создание паровой турбины требует знания свойств пара и законов его истечения. Без всего перечисленного КПД паровых турбин находился на чрезвычайно низком уровне, и они могли играть только роль занимательных игрушек. Геронов шар – эолипил (в переводе с греческого «шар Эола – бога ветров») стал прототипом реактивной паровой турбины. Он давал собой полый железный шар с впаянными в него на обратных полушариях 2-мя Г-образными патрубками-соплами. Шар имел возможность вертеться в трубчатых опорах7. По трубкам, играющим роль осей, поступал в шар от котла, установленного под шаром. Вслед за тем он вырывался из трубок, формируя реактивные силы, под воздействием коих довольно проворно вертелся. Построенный передовыми учеными по чертежам Герона эолипил развивал до 3500 оборотов в минуту! Но лепта Герона в становление теплотехники не ограничивается эолипилом, на его счету есть и всевозможные автоматические прибора, работающие под воздействием давления жаркого воздуха или же чета. Например прибор для самодействующего открывания дверей храма по существу считается прототипом паровых насосов Сэвери. Адаптацию Герона для самодействующего открывания дверей храма. Пламя, зажженный в бронзовом алтаре, вызывает расширение воздуха в размере, в итоге вытесненная вода по сифону переливается в бак. Он делается труднее, спускается и поворачивает двери на петлях. Впоследствии остывания алтаря воздух в сосуде разрежается, и вода перетекает в него назад, а двери храма запираются. Впрочем все изобретения Герона Александрийского, базирующиеся на применении энергии тепла сохранились практически невостребованными. Невысокий степень науки и техники и недоступность необходимости в термическом движке у рабовладельческого общества приостановили разработку термических машин больше чем на полтора тысячелетия. Но в конце XVII века, когда стартовало буйное становление горнодобывающей, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной и иных секторов экономики изготовления появилась острая надобность в важно больше сильных источниках механической энергии, чем мышечная мощь людей и животных, энергия воды и ветра. Забота изобретателей обратилось к движущей мощи чета или же пламени. Использование паровых турбин считалось довольно радужным, например как в их незамедлительно выходит равномерное вращательное перемещение ротора, и нет надобности в механизмах, модифицирующих поступательное перемещение поршня во вращательное вала, как это случается в паровых машинах и ДВС. Впрочем изготовка паровой турбины вполне вероятно лишь только при высочайшем уровне технологии, наличии особых материалов и способов довольно четкой обработки металлов. Не считая такого, создание паровой турбины настоятельно просит познания качеств чета и законов его истечения. Без всего перечисленного КПД паровых турбин располагался на очень невысоком уровне, и они имели возможность выступать лишь только роль занятных игрушек. По данным основаниям изобретатели увлеклись созданием больше незатейливый в приготовлении поршневой паровой машины. Изобретение атмосферного давления и научно установленные эксперименты Э. Торричелли, Б. Паскаля и О. поле Герике побудили применить его в качестве движущей силы. Для сего нужно было сделать в цилиндре, снабженном поршнем разрежение. Поршень в данный момент обязан пребывать в последнем положении и осуществить ход под давлением воздуха. Это и легло в базу сотворения атмосферных машин. Первые предложения этих машин принадлежат аббату Готфейлю (1678 – 1681 гг.) и Х. Гюйгенсу (1681). Они предложили для сотворения разрежения применить не пар, а взрывы пороха изнутри рабочего цилиндра и числятся пионерами, выдвинувшими идею ДВС.Дени Папен (1647 – 1712), работавший у Гюйгенса помощником, удостоверился в угрозе и неудобстве применения пороха и внес предложение воплотить в жизнь разрежение с поддержкой водяного чета. В 1690 году в Марбурге он сделал паровой движок, который совершал нужную работу за счет нагревания и конденсации чета8. Вода в цилиндре при нагревании преображалась в пар и двигала поршень ввысь. Сквозь особый клапан пар выталкивал воздух, а при конденсации чета создавалось разреженное место и внешнее нажим двигало поршень книзу. Опускаясь, поршень тащил за собой веревку с грузом. Движок Папена не имел возможность реализовать непрерывное воздействие. Дабы вынудить поршень подымать груз, нужно было манипулировать стержнем-клапаном и стопором, перемещать ключ и освежать цилиндр водой. Дефектом машины Папена было еще группировка в цилиндре функций котла, цилиндра и конденсатора. Наградой Папена считается открытие парового котла, снабженного предохранительным клапаном, позволяющим регулировать нажим чета. Из множества изобретателей первым фурора достиг британский механик и изобретатель. Томас Севери (1650 – 1715). В 1698 году он придумал работающий без поршня паровой насос «друг рудокопов» для откачки воды из шахт. Первый базовый работа по доктрине теплотехники «Размышления о движущей мощи пламени и машинах, способных развивать данную силу» издал в 1824 г. французский инженер Сади Карно (1796—1832). Он предвестил, собственно что термическим машинам «суждено осуществить большущий переворот в цивилизованном мире», и задался целью квалифицировать предпосылки их несовершенства. В собственном труде Карно заложил почвы термодинамики, потому что там находились (хотя и приобретенные с поддержкой доктрине «теплорода») и оба начала термодинамики, и ее главные мнения, и совершенный цикл термических машин, и иные значимые положения9. Работа Карно была проведена практически незамеченной. И только сквозь 10 лет, впоследствии издания «Мемуара о движущей мощи теплоты» Б. Клапейрона, она стала практически сенсацией. Клапейрон «перевел» ее на математический язык, вскрыв величавое оглавление сего труда, и первым применил графический способ изучения работы термических машин – способ циклов. Николя́ Леона́р Сади́ Карно́ (1796 – 1832) – французский физик и математик. В 1824 году вышла 1-ая и единственная работа Сади Карно «Размышления о движущей мощи пламени и о машинах, способных развивать данную силу» – основополагающая работа в термодинамике. В ней был проведен тест имеющих место быть в то время паровых машин, и были выведены обстоятельства, при коих КПД добивается предельного смысла (в паровых машинах такого времени КПД не был выше 2 %). Кроме сего там же были введены главные мнения термодинамики: совершенная термическая автомат, совершенный цикл, обратимость и необратимость термодинамических процессов10. Возникновение паровых, а после чего и газовых турбин важно расширило диапазон задач прикладной механики. Турбины – раз из ведущих движков, используемых на электрических станциях, а еще в морском и воздушном транспорте. Турбина дает собой уникальное произведение инженерной думы и считается богатейшим источником научных задач. Это не лишь только задачки, связанные с термическими процессами, но и задачки доктрине упругости, доктрине пластичности и ползучести, доктрине автоматической регулировки, а еще доктрине шатаний. Становление прикладной механики и турбостроения взаимосвязанные процессы. Как раз турбомашины считались на протяжении всего XX века одним из ведущих объектов для данной ветви науки. Динамические процессы определяют крепость, надежность и долговечность турбомашин11. ГЛАВА II. Взаимосвязь механики с техническим прогрессом Пластичности и ползучести, доктрине автоматического регулировки, а еще доктрине шатаний. Становление прикладной механики и турбостроения взаимосвязанные процессы. Как раз турбомашины считались на протяжении всего XX века одним из ведущих объектов для данной ветви науки. Динамические процессы определяют крепость, надежность и долговечность турбомашин. В РФ, а позднее в СССР, не обращая внимания на возвышенный степень становления прикладной арифметики и механики, задачам динамики и крепости в турбостроении интереса абсолютно не уделялось. Это было связано с тем, собственно что в Русской империи строительство паровых турбин стало развиваться только в начале ХХ века. При данном возводились турбины лишь только по лицензиям западных компаний. На Железном заводе в Петербурге – стационарные системы Рато, а судовые для линейных кораблей и линейных крейсеров системы Парсонса Балтийским, Франко-русским и Николаевским судостроительными заводами, а для эскадренных миноносцев и нетяжелых крейсеров по типу Повальной фирмы электроэнергии Железным заводом, заводом Беккер в Риге и Судостроительным в Ревеле (Таллин). В годы Штатской войны создание турбин в СССР всецело закончилось. Возрождение стартовало в 1923 г., когда в Ленинграде на Железном заводе им. Сталина была построена турбина мощностью в 2000 кВт. До начала пятилетки (1928 г.) создание турбин было всецело восстановлено, в том числе и с кое-какими улучшениями. В 1931 г. Железный завод начал создание турбин мощностью 50 000 кВт при 1 500 об/мин. Не считая такого, на Кировском (бывший Путиловский) заводе выпускались турбины ограниченной мощности (до 12 000 кВт)12. Не считая ленинградских заводов солидное турбостроение было начато в Харькове, который за годы индустриализации стал одним из наиглавнейших центров машиностроения. В мегаполисе был сооружен Харьковский турбогенераторный завод (ХТГЗ) (ныне ОАО «Турботом»). Заключением СНК СССР от 24 января 1934 г. 1-ая очередь завода была зачислена в строй деятельных. Это был самый большой в мире завод турбогенераторостроения, он строился по плану американской компании «Дженерал Электрик» и был специализирован для выпуска сверхмощных турбогенераторов в 50, 100 и 200 тыс. кв. Потому что на первом рубеже становления паротурбиностроения в СССР выпускались уже отлаженные турбины по лицензиям зарубежных компаний, ведущими задачками стали вопросы крепости оснований под турбоагрегаты. Как раз эти задачки стали первыми для заметного украинского научного работника, выпускника ХТИ А. П. Филиппова. Уже в 1932 году в первый раз в стране он делает руководство по расчету оснований под турбоагрегаты. В 1940–1941 гг. под его управлением в Харьковском филиале Теплоэлектропроекта была сотворена руководство по расчету на шатания строй систем ключевых корпусов теплоэлектроцентралей, которая до 1956 года была единым нормативным документом в данной области. Работы А. П. Филиппова с самого начала его научной работы выделяются широким внедрением математических способов и высочайшим научным уровнем. В довоенный этап вышли в свет 4 монографии Анатолия Петровича, приуроченные к шатаниям перекрытий и рамных каркасов, в что количестве и специализированных под турбоагрегаты. Более серьезными составными частями турбин считаются трудящиеся лопатки и диски. Они подвержены важным динамическим влияниям парового струи, неравномерность которого считается предпосылкой шатаний дисков и лопаток. С 1948 года турбостроители переходили на создание турбин высочайшего давления мощностью 50 в 100 тыс. кв. Свежие системы машин по собственной экономичности и надежности были на уровне передового Промышленная революция это значительный этап в ситуации населения земли, который воздействовал на любой нюанс прогрессивной жизни. Стартовала она в Великобритании во 2 половине XVIII века и продлился до 2 четверти XIX века, распространяясь на иные государства Европы. В ходе переворота случился переход от земельной экономики к промышленному производству, от ручного труда к большому машинному фабрично-заводскому производству. Еще случилось перемена в обществе – оно трансформировалось из земельного в промышленное. Необходимой элемента промышленного переворота было внедрение в автотранспорт и создание трудящихся машин и устройств, которые поменяли ручной работа людей. Промышленная революция стартовала в Англии в 60-ые года XVIII века и обхватила иные государства Европы и Америки в XIX веке. В этап XVII века Британия начала опережать крупного фаворита Голландию по темпам подъема капиталистических мануфактур, а позднее и в вселенской торговле и колониальной экономике. К середине XVIII века Британия делается основной капиталистической государством. По уровню финансового становления она затмила другие европейские государства, располагая всеми важными посылами для введения на свежую степень общественно-экономического становления — солидное машинное создание. Во вселенской ситуации начало промышленной революции связывают с изобретением действенного парового мотора в Англии во 2 половине XVIII века. Но само по для себя аналогичное открытие вряд ли бы что-нибудь отдало (необходимые технические заключения были популярны и раньше), но в что этап английское разговор было подготовлено к применению нововведений в широких масштабах. Это было связно с тем, собственно что Британия к что времени перебежала от статичного обычного общества к социуму с развитыми рыночными отношениями и интенсивным предпринимательским классом. Не считая такого, Британия располагала необходимыми экономическими ресурсами (так как была крупным торговым фаворитом и обладала колониями), воспитанным в обыкновениях протестантской трудящийся этики общественностью и либеральной политической системой, в которой правительство не уничтожало финансовую энергичность. Промышленная революция в Англии стартовала с текстильной индустрии. Открытие в 1733 г. летучего челнока прирастило спрос на пряжу. В 1738 г. была сотворена автомат, прявшая нить без роли человечных рук. В 1771 г. в Кромфорде близ Дерби начала трудиться прядильная фабрика Аркрайта, где эти машины приводились в перемещение водяным колесом. К 1780 г. в Великобритании насчитывалось 20, а ещё сквозь 10 лет – 150 аналогичных прядильных фабрик и на множества из данных компаний трудилось по 700 – 800 человек. В начале XIX в. самой авангардный в Европе была французская математическая среднее учебное заведение. Как раз ее адепты А. Навье, О. Коши, Д. Пуассон, Г. Ламе и Э. Клапейрон в 20–30-е гг. заложили почвы доктрине упругости. В 1821 г. Навье предположил Парижской академии наук «Мемуар о законодательстве равновесия и перемещения упругих жестких тел», в котором были получены уравнения равновесия упругого тела. Введя инерционные члены, Навье получил еще и уравнения шатаний жесткого тела. Как раз от сего мемуарам ведет собственную ситуацию механика жесткого деформируемого тела. В надлежащем, 1822 г. французский математик Огюстен Луи Коши в работе «Исследование равновесия и внутреннего перемещения жестких тел и жидкостей, упругих и неупругих» выработал артельный континуальный расклад в механике сплошной среды. Он, с поддержкой предложенного Л. Эйлером способа выделения простого размера и рассмотрения деятельных на него сил, получил совместные уравнения равновесия сплошной среды в напряжениях и установил качества взаимности напряжений. В итоге им получены традиционные уравнения динамики изотропного упругого тела13. Основателем российской средние учебные заведения доктрине упругости считается Александр Николаевич Динник(1876–1950). Его работы относятся к разным задачам доктрине упругости: стабильность составляющих сооружений, в частности стержней и арок неизменного и переменного сечения; стабильность и шатания плит, пластинок, мембран; использование доктрине упругости к задачам горного давления; крепость шахтных канатов и др. Он еще одним из первых промышлял задачками шатаний континуальных систем. Динник постоянный проводил консультации с сотрудниками производства; был выдающимся воспитателем. Теплотехника – урок, которая исследует способы получения, переустройства, передачи и применения теплоты, а еще основы воздействия и конструктивные особенности термических машин, аппаратов и приборов. Разработка теоретических почв теплотехники важна для установления более оптимальных методик термический энергии, анализа экономичности трудящихся процессов термических установок и сотворения свежих, более идеальных типов термических агрегатов. Теплота применяется во всех областях работы человека. Более античное использование силы чета приписывается Архимеду, который, по текстам Леонардо да Винчи придумал паровую пушку. Надлежащее по времени внедрение термический энергии принадлежит самому большому изобретателю всех лет и народов Герону Александрийскому, проживавшему в I веке нашей эры. Геронов шар – эолипил (в переводе с греческого «шар Эола – бога ветров») стал прообразом реактивной паровой турбины. Он представлял собой полый металлический шар с впаянными в него на противоположных полушариях двумя Г-образными патрубками-соплами. Шар мог вращаться в трубчатых опорах. По трубкам, играющим роль осей, поступал в шар от котла, установленного под шаром. Затем он вырывался из трубок, создавая реактивные силы, под действием которых достаточно быстро вращался. Построенный современными учеными по чертежам Герона эолипил развивал до 3500 оборотов в минуту14. Но вклад Герона в развитие теплотехники не ограничивается эолипилом, на его счету есть и различные автоматические устройства, работающие под действием давления горячего воздуха или пара. Так устройство для автоматического открывания дверей храма по существу является прообразом паровых насосов Сэвери15. Приспособление Герона для автоматического открывания дверей храма. Огонь, зажженный в бронзовом жертвеннике, вызывает расширение воздуха в объеме υ, в результате вытесненная вода по сифону переливается в бак ξ. Он становится тяжелее, опускается и поворачивает двери на петлях. После остывания жертвенника воздух в сосуде υ разрежается, и вода перетекает в него обратно, а двери храма закрываются. Однако все изобретения Герона Александрийского, основанные на использовании энергии тепла остались почти невостребованными. Низкий уровень науки и техники и отсутствие потребности в тепловом двигателе у рабовладельческого общества остановили разработку тепловых машин более чем на полтора тысячелетия. Но в конце XVII века, когда началось бурное развитие горнодобывающей, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной и других отраслей производства возникла острая потребность в значительно более мощных источниках механической энергии, чем мускульная сила людей и животных, энергия воды и ветра. Внимание изобретателей обратилось к движущей силе пара или огня. Применение паровых турбин являлось очень заманчивым, так как в них сразу получается равномерное вращательное движение ротора, и нет необходимости в механизмах, преобразующих поступательное движение поршня во вращательное вала, как это происходит в паровых машинах и ДВС. Однако изготовление паровой турбины возможно только при высоком уровне технологии, наличии специальных материалов и методов очень точной обработки металлов. Кроме того, создание паровой турбины требует знания свойств пара и законов его истечения. Без всего перечисленного КПД паровых турбин находился на чрезвычайно низком уровне, и они могли играть только роль занимательных игрушек. Адаптацию Герона для самодействующего открывания дверей храма. Пламя, зажженный в бронзовом алтаре, вызывает расширение воздуха в размере υ, в итоге вытесненная вода по сифону переливается в бак ξ. Он делается труднее, спускается и поворачивает двери на петлях. Впоследствии остывания алтаря воздух в сосуде υ разрежается, и вода перетекает в него назад, а двери храма запираются. Впрочем, все изобретения Герона Александрийского, базирующиеся на применении энергии тепла сохранились практически невостребованными. Невысокая степень науки и техники и недоступность необходимости в термическом движке у рабовладельческого общества приостановили разработку термических машин больше чем на полтора тысячелетия. Но в конце XVII века, когда стартовало буйное становление горнодобывающей, металлургической, металлообрабатывающей, станкостроительной и иных секторов экономики изготовления появилась острая надобность в важно больше сильных источниках механической энергии, чем мышечная мощь людей и животных, энергия воды и ветра. Забота изобретателей обратилось к движущей мощи чета или же пламени. Использование паровых турбин считалось довольно радужным, например как в их незамедлительно выходит равномерное вращательное перемещение ротора, и нет надобности в механизмах, модифицирующих поступательное перемещение поршня во вращательное вала, как это случается в паровых машинах и ДВС. Впрочем изготовка паровой турбины вполне вероятно лишь только при высочайшем уровне технологии, наличии особых материалов и способов довольно четкой обработки металлов. Не считая такого, создание паровой турбины настоятельно просит познания качеств чета и законов его истечения. Без всего перечисленного КПД паровых турбин располагался на очень невысоком уровне, и они имели возможность выступать лишь только роль занятных игрушек. 1 из весомых задач С. м. произведено в разработке т. н. доктрин крепости, на базе коих возможно выяснить крепкость составляющих в сложном напряжённом состоянии, исходя из прочностных данных, приобретенных искусным путём для незатейливого растяжения-сжатия. Есть ряд доктрин прочности; в любом отдельном случае используют что из них, которая в большей степени отвечает нраву нагружении и разрушения материала. Историческая справка. Ситуация С. м., как и множества др. наук, неразрывно связана с ситуацией становления техники. Зарождение науки о С. м. относится к 17 в.; её основателем является Галилей, который в первый раз доказал надобность использования аналитических способов расчёта в обмен эмпирических правил. Необходимым шагом в развитии С. м. явились экспериментальные изучения Р. Гука (60—70-е гг. 17 в.), установившего линейную подневольность меж мощью, приложенной к растянутому стержню, и его удлинением (закон Гука). В 18 в. большущий лепта в становление аналитических способов в С. м. был изготовлен Д. Бернулли, Л. Эйлером и Ш. Кулоном, сформулировавшими важные догадки и создавшими почвы доктрине расчёта стержня на извив и кручение. Изучения Эйлера в области продольного извива послужили почвой для сотворения доктрине стойкости стержней и стержневых систем. Т. Юнг ввёл (1807) понятие о модуле упругости при растяжении и внес предложение способ его определения16. Значительный период в развитии С. м. связан с опубликованием (в 1826) Л. Навье первого курса С. м., содержавшего систематизированное изложение доктрине расчёта составляющих систем и сооружений. Смысл имели труды А. Сен-Венана (2-я середина 19 в.). Им в первый раз были выведены четкие формулы для расчёта на извив кривого бруса и сформулирован принцип, сообразно которому рассредотачивание напряжений в сечениях, отстоящих на кое-каком расстоянии от пространства приложения нагрузки, не связано со методикой её приложения, а находится в зависимости лишь только от равнодействующей данной нагрузки. Гигантские награды в развитии С. м. принадлежат русскому учёным М. В. Остроградскому, изучения которого в области С. м., строительной механики, арифметики и доктрине упругости купили крупную популярность, и Д. И. Журавскому, в первый раз установившему (1855) присутствие касательных напряжений в продольных сечениях бруса и получившему формулу для их определения (эта формула используется и в прогрессивной практике инженерных расчётов). Повальное признание возымели изучения Ф. С. Ясинского, придумавшего (1893) концепцию продольного извива в упругой стадии и за её пределами (рекомендации Ясинского послужили почвой для разработки передовых нормативных документов в СССР и за рубежом). ЗАКЛЮЧЕНИЕ Сопротивление материалов – это инженерная урок, имеющая целью расчетное обеспечивания надежности простых составляющих машин, устройств, составляющих систем сооружений. Надежность подразумевается под обеспечением бесперебойности их работы за отведенное время эксплуатации. В базе надежности лежат эти запросы к объектам рассмотрения как крепкость, строгость, стабильность их составляющих, собственно что исследуется в сопротивлении материалов. В отличие от теоретической механики, где рассматривается безусловно строгие (недеформируемые) тела, в сопротивлении материалов применяется модель жесткого деформируемого тела, меняющего при наружных нагрузках собственные габариты и форму. Предметом курса сопротивления материалов считается обсуждение способов расчета крепости, жесткости и стойкости простых частей машин, устройств и составляющих систем сооружений при данных обликах нагружении. К задачкам курса относятся обеспечивания расчетного обоснования надежности настоящих деформируемых тел, рассмотрением вопросов их крепости, жесткости и стойкости. Тут под крепостью имеется ввиду дееспособность составляющих объекта рассмотрения не разрушатся под воздействием наружных нагрузок методом использования надлежащих материалов и выбора их объемов – это 1- я задачка. Строгость – это дееспособность объектов получать деструкции при нагружении не больше допускаемых величин. Стабильность – дееспособность составляющих объекта рассмотрения предохранять сначала прямолинейную или же плоскую форму при действии сжимающих нагрузок. В реальное время складывается задача, с которой связано подходящее проектирование систем (наименьшая множество, габариты, стоимость) при обеспечивания их крепости, жесткости и стойкости. Сопротивление материалов – это инженерная задание, имеющая целью расчетное обеспечение надежности несложных элементах машин, приборов, элементах систем сооружений. Здесь над надежностью наличествует ввиду обеспечение бесперебойности их работы за отведенное время эксплуатации. В основе надежности лежат эти требования к объектам рассмотрения как крепкость, жесткость, прочность их элементах, именно что изучается в сопротивлении материалов. В отличии от теоретической механики, где рассматривается абсолютно жесткие (недеформируемые) тела, в сопротивлении материалов используется модель строгого деформируемого тела, меняющего при внешних нагрузках личные габариты и форму. Предметом курса сопротивления материалов является рассмотрение методик расчета прочности, жесткости и стойкости несложных частей машин, приборов и элементах систем сооружений при данных видах нагружении. К задачам курса относятся обеспечение расчетного обоснования надежности истинных деформируемых тел, рассмотрением вопросов их прочности, жесткости и стойкости. Здесь под прочностью подразумевается способность в элементах объекта рассмотрения не разрушатся под действием внешних нагрузок способом применения следующих материалов и выбора их размеров – это 1- я задача. Жесткость – это способность объектов получать деформации при нагружении не более допускаемых величин(2-я задача). Прочность – способность элементах объекта рассмотрения защищать сначала прямолинейную или же плоскую форму при действии сжимающих нагрузок (3-я задача). В настоящее время формируется ещё и 4-я задача, с которой связано благоприятное проектирование систем (наименьшая большое количество, габариты, стоимость) при обеспечении их прочности, жесткости и стойкости. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1. Бублейников Ф.Д. Галилео Галилей М., 1964. С.89-97. 2. Губарев В.А. От Коперника до "Коперника": изд. Полит. Литература, Москва 1973 3. Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках . М., 1981 4. Дягилев Ф.М. Из истории физики и ее творцов. М., 1986. 5. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М., 1974. 6. Храмов Ю.А. Физика. Биографический справочник.-2.-ое изд., испр .и доп., М., Наука, 1983. 1 Храмов Ю.А. Физика. Библиографический справочник. – 2-ое изд. испр. И доп. М. Наука, 1983. 2 Дягилев Ф.М. Из истории физиков и ее творцов. М.: Наука, 1986. 3 Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М.: Наука, 1974 4 Храмов Ю.А. Физика. Библиографический справочник. – 2-ое изд. Испр. И доп., М.: Наука, 1983 5 Губарев В.А. От Коперника до «Коперника» изд. Полит. Литература, М,: Наука, 1964 6 Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М,: Наука, 1974 7 Дягилев Ф.М. Из истории физики и ее творцов. М,: Наука, 1986 8 Бублейников Ф.Д. Галилео Галилей. М.: Наука, 1964 9 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 10 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 11 Кудрявцев П.С. Курс истории физики. М,: Наука, 1974 12 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 13 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 14 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 15 Гиндикин С.С. Рассказы о физиках и математиках. М.: Наука, 1981 16 Губарев В.А. От Коперника до Коперника изд. Политеч. Литература, М.: Наука, 1973 |