Wytrzymałość materiałów z przykładami obliczeń

Wytrzymałość materiałów z przykładami obliczeń to niezbędne kompendium praktycznej wiedzy dla każdego przyszłego inżyniera. Głównym celem książki jest przeprowadzenie studenta przez proces rozwiązywania konkretnych problemów inżynierskich dotyczących materiałów izotropowych. Książka wyróżnia się przystępnym językiem oraz unikalną strukturą dydaktyczną. Każdy z piętnastu rozdziałów zawiera teoretyczne minimum, po którym następują szczegółowo rozwiązane przykłady liczbowe. Takie podejście pozwala nie tylko zrozumieć „jak” rozwiązać zadanie, ale przede wszystkim „dlaczego” stosuje się konkretne metody analityczne. W książce, która stanowi praktyczne rozwinięcie podręcznika Wytrzymałość materiałów, można znaleźć szerokie spektrum zagadnień: od prostych stanów naprężeń, przez skręcanie i zginanie prętów, aż po zaawansowane tematy, takie jak konstrukcje statycznie niewyznaczalne, stateczność, zagadnienia dynamiczne czy zmęczenie materiałów. Publikacja ta jest przeznaczona przede wszystkim dla studentów studiów stacjonarnych i niestacjonarnych kierunków: mechanika i budowa maszyn, robotyka i automatyka, inżynieria materiałowa oraz może być przydatny dla studentów takich kierunków jak: architektura, budownictwo, inżynieria produkcji, inżynieria środowiska i transport.

Spis treści

Przedmowa 11 1. Siły wewnętrzne w konstrukcjach prętowych 13 1.1. Podział zagadnień wytrzymałościowych 14 1.2. Przykłady 15 1.3. Konstrukcje statycznie niewyznaczalne 23 1.4. Zadania 29 2. Podstawy teorii stanu naprężenia 37 2.1. Jednowymiarowy stan naprężenia 39 2.2. Dwuwymiarowy i trójwymiarowy stan naprężenia 40 2.3. Analiza przestrzennego stanu naprężenia 46 2.4. Przykłady 47 2.5. Zadania 54 3. Analiza stanu odkształceń 61 3.1. Płaski stanu odkształceń 61 3.2. Trójwymiarowy stan odkształceń 63 3.3. Uogólnione prawo Hooke’a 66 3.4. Zależność między kątem odkształcenia postaciowego a naprężeniem stycznym 69 3.5. Przykłady 71 3.6. Zadania 79 4. Momenty bezwładności figur płaskich 84 4.1. Momenty bezwładności względem osi i momenty odśrodkowe (dewiacji) 84 4.2. Momenty bezwładności względem osi równoległych do osi centralnych. Twierdzenie Steinera 85 4.3. Momenty bezwładności względem osi obróconych o kąt w układzie płaskim 87 4.4. Osie główne i główne momenty bezwładności 88 4.5. Koło Mohra dla momentów bezwładności 89 4.6. Przykłady 89 4.7. Zadania 105 5. Skręcanie prętów 112 5.1. Skręcanie prętów o przekrojach kołowych 112 5.2. Zagadnienia statycznie niewyznaczalne przy skręcaniu 116 5.3. Przykłady 117 5.4. Zadania 136 6. Zginanie prętów prostych 146 6.1. Naprężenia normalne przy czystym zginaniu 146 6.2. Momenty gnące i siły tnące w belkach prostych 150 6.3. Zależność między momentem gnącym, siłą tnącą a obciążeniem ciągłym 150 6.4. Naprężenia styczne przy zginaniu prostym z udziałem sił tnących 151 6.5. Wykresy momentów gnących, sił tnących i normalnych 153 6.6. Przykłady 154 6.7. Zadania 169 7. Wytrzymałość złożona prętów 178 7.1. Zginanie ukośne prętów prostych 178 7.2. Zginanie z jednoczesnym rozciąganiem lub ściskaniem 180 7.3. Mimośrodowe ściskanie lub rozciąganie 182 7.4. Zginanie ze skręcaniem. Pojęcie momentu zastępczego 185 7.5. Przykłady 187 7.6. Zadania 199 8. Obliczenia przemieszczeń ustrojów prętowych 207 8.1. Metoda analityczna określania linii ugięcia belki 207 8.2. Metoda Clebscha określania linii ugięcia belek przy kilku przedziałach całkowania 209 8.3. Metoda analityczno-wykreślna wyznaczania ugięć belek 210 8.4. Zastosowanie twierdzenia Castigliana 212 8.5. Metoda Maxwella–Mohra obliczenia przemieszczeń konstrukcji ustrojów prętowych 213 8.6. Przykłady 215 8.7. Zadania 235 9. Konstrukcje statycznie niewyznaczalne 243 9.1. Metoda sił 243 9.2. Twierdzenie Menabrei 245 9.3. Przykłady 246 9.4. Ramy płaskie, płasko obciążone 252 9.5. Ramy płaskie przestrzennie obciążone 274 9.6. Zadania 282 10. Stateczność prętów i konstrukcji prętowych 297 10.1. Podział zagadnień stateczności prętów i konstrukcji prętowych 297 10.2. Obliczenia obciążeń krytycznych i postaci wyboczenia w prętach prostych 302 10.3. Przykłady 309 10.4. Stateczność płaskiej postaci zginania dźwigarów kratowych o pasach prostych i równoległych 319 10.5. Zadania 326 11. Zagadnienia dynamiczne 330 11.1. Zagadnienia kinetostatyczne 330 11.2. Zagadnienie uderzenia 337 11.3. Drgania układów prętowych 342 11.5. Przykłady 351 11.6. Zadania 355 12. Cienkościenne powłoki osiowosymetryczne 360 12.1. Wstęp 360 12.2. Przykłady 366 12.3. Zadania 372 13. Rury i cylindry grubościenne 376 13.1. Stan naprężenia i odkształcenia w rurze grubościennej 376 13.2. Rura grubościenna poddana ciśnieniu wewnętrznemu 381 13.3. Rura grubościenna zamknięta dnami 383 13.4. Przykłady 384 13.5. Zadania 389 14. Płyty kołowe i prostokątne 392 14.1. Płyty kołowe 392 14.2. Płyty prostokątne 393 14.3. Przykłady 394 14.4. Zadania 402 15. Zmęczenie materiałów 406 15.1. Zakres prowadzenia badań zmęczeniowych 406 15.2. Kierunki badań procesu zmęczenia 409 15.3. Wpływ kształtu na wytrzymałość zmęczeniową 411 15.4. Wytrzymałość zmęczeniowa przy cyklach asymetrycznych 412 15.4.1. Wykres Haigha 412 15.4.2. Wykres Smitha 414 15.5. Wyznaczanie współczynnika bezpieczeństwa x_zw 417 15.6. Przykłady 418 15.7. Zadania 421 Literatura 424