Mekanik Bahan, Bidang Kajian, Aplikasi

The Bahan mekanik Mengkaji tindak balas objek ke beban luaran yang digunakan. Reka bentuk mesin, mekanisme dan struktur lebih efisien terhadap pengetahuan jawapan tersebut.

Untuk reka bentuk yang mencukupi, perlu mempertimbangkan usaha dan ubah bentuk yang bertindak pada objek tersebut. Setiap bahan mempunyai respons sendiri, mengikut ciri -cirinya.

Mekanik Bahan menyediakan asas untuk pemilihan bahan yang digunakan dalam pembinaan sivil seperti jambatan ini

Mekanik bahan pada gilirannya berdasarkan statik, kerana ia mesti menggunakan kaedah dan konsepnya, seperti beban atau kekuatan yang berlainan dan momen -momen yang boleh didedahkan semasa operasi semasa operasinya. Ia juga perlu mempertimbangkan keadaan keseimbangan badan yang dilanjutkan.

Dengan cara ini, rintangan, ketegaran, keanjalan dan kestabilan badan dipelajari dengan teliti.

Mekanik bahan juga dikenali sebagai rintangan bahan atau mekanik pepejal.

[TOC]

Sejarah Mekanik Bahan

Dari permulaan kemanusiaan, orang terbukti, oleh esei dan kesilapan, ciri -ciri bahan -bahan dalam persekitaran mereka. Tidak sukar untuk membayangkan pengrajin batu yang keras memilih batu -batu yang betul untuk mengukir tip anak panah mereka.

Dengan gaya hidup yang tidak aktif, struktur mula dibina yang akhirnya berkembang ke bangunan -bangunan monumental orang -orang Mesir Kuno dan Mesopotamia.

Pembina ini tahu dengan baik tindak balas bahan -bahan yang mereka gunakan, hingga ke titik yang masih hari ini kuil -kuil, piramid dan istana -istana yang ditinggalkan terus menyebabkan kagum.

Perkara yang sama boleh dikatakan mengenai kejuruteraan orang Rom kuno, yang terkenal dengan reka bentuk mereka di mana gerbang dan peti besi, serta penggunaan bahan yang berjaya.

Mekanik bahan moden

Formalisme mekanik bahan -bahan yang muncul berabad.

Boleh melayani anda: Model atom semasa

Galileo kiri terkandung dalam bukunya Dua Sains Cuevas Kesimpulannya mengenai kegagalan dalam struktur seperti rasuk cantilever. Selanjutnya, Robert Hooke (1635-1703) meletakkan asas teori keanjalan, dengan undang-undang Hooke yang terkenal, yang menetapkan bahawa ubah bentuk, dengan syarat ia adalah kecil, adalah berkadar dengan usaha.

Undang -undang Hooke pada musim bunga

Isaac Newton (1642-1727) menubuhkan undang-undang pergerakan yang menentukan tindakan kuasa pada objek, dan secara bebas dengan Gottfried Leibnitz, mencipta pengiraan matematik, alat asas untuk memodelkan kesan kekuatan.

Kemudian, dari abad kelapan belas, beberapa saintis Perancis yang terkenal menjalankan eksperimen dengan bahan-bahan: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame dan Navier, yang paling ketara. Yang terakhir adalah pengarang teks pertama mekanik bahan moden.

Pada masa yang sama matematik berkembang untuk menyediakan alat dalam menyelesaikan masalah mekanikal yang lebih kompleks. Eksperimen Thomas Young (1773-1829) terkenal, yang menentukan ketegaran bahan yang berbeza.

Hari ini, banyak masalah diselesaikan melalui kaedah berangka dan simulasi komputer, sejak penyelidikan lanjutan dalam sains bahan berterusan.

Bidang pengajian

Mekanik bahan mengkaji pepejal sebenar, yang boleh menjadi ubah bentuk di bawah tindakan daya, tidak seperti pepejal yang ideal, yang tidak dapat ditentukan. Dari pengalaman diketahui bahawa bahan -bahan sebenar dapat patah, meregangkan, memampatkan atau melenturkan, menurut beban yang mereka alami.

Oleh itu, mekanik bahan boleh dianggap sebagai langkah seterusnya untuk statik. Dalam hal ini dianggap bahawa pepejal tidak dapat ditentukan, apa yang berikut adalah untuk mengetahui bagaimana mereka berubah bentuk apabila daya luaran bertindak pada mereka, kerana terima kasih kepada kuasa -kuasa ini, di dalam objek usaha dalaman berkembang sebagai respons.

Boleh melayani anda: Jarak Jarak

Pengubahsuaian badan bergantung pada keamatan usaha ini dan akhirnya pemisahan. Kemudian mekanik bahan memberikan asas bagi reka bentuk bahagian dan struktur yang berkesan, tanpa mengira bahan yang dibuatnya, kerana teori maju terpakai bagi mereka semua.

Rintangan dan ketegaran

Tanggapan bahan bergantung kepada dua aspek asas:

-Ketahanan

-Ketegaran

Rintangan objek difahami sebagai keupayaannya untuk menahan usaha tanpa pecah atau patah. Walau bagaimanapun, dalam proses ini, objek boleh berubah dan fungsinya dalam struktur berkurang, mengikut ketegarannya.

Semakin tegar bahan itu, semakin kurang ia cenderung untuk mengubah bentuk kerana usaha. Sudah tentu, dengan syarat bahawa objek sedang dalam usaha, ia akan mengalami beberapa jenis ubah bentuk, yang boleh kekal atau tidak. Ideanya ialah objek ini tidak berhenti berfungsi dengan baik.

Jenis usaha

Mekanik bahan merenungkan kesan pelbagai usaha, yang diklasifikasikan dengan bentuk atau tempohnya. Dengan membentuk usaha boleh:

• Daya tarikan, adalah usaha biasa (bertindak tegak lurus ke bahagian silang objek) dan menghasilkan pemanjangannya.
• Mampatan juga merupakan usaha biasa, tetapi ia memendekkan.
• Ricih, terdiri daripada daya ke arah yang bertentangan yang digunakan pada bahagian silang badan, yang kesannya adalah untuk menghasilkan potongan, membahagikannya ke bahagian.
• Flexion, kuasa tegak lurus yang cenderung melipat, melengkung atau menggulung elemen di mana mereka bertindak.
• -Kilasan, pasangan yang digunakan untuk objek yang berputar.

Dan kerana kelajuannya, usahanya adalah:

• Statik, yang bertindak perlahan pada badan.
• Kesan, mereka adalah jangka pendek dan kesan sengit.
• Keletihan, yang terdiri daripada kitaran berulang-ulang pembentukan usaha yang akhirnya merosakkan elemen.

Boleh melayani anda: dilebarkan linear: Apa itu, formula dan pekali, contohnya

Aplikasi mekanik bahan

Bila -bila masa struktur, jentera atau objek yang ada, ia akan sentiasa tertakluk kepada banyak usaha yang diperoleh dari penggunaannya. Seperti yang disebutkan di atas, usaha ini menyebabkan ubah bentuk dan rehat akhirnya: rasuk boleh ditarik balik, berisiko keruntuhan, atau gigi gear pecah.

Bahagian enjin direka untuk menyokong usaha tertentu tanpa ubah bentuk secara berlebihan atau pecah

Oleh itu, bahan -bahan yang digunakan dalam pelbagai peralatan, jentera dan struktur mestilah sesuai, bukan hanya untuk menjamin operasi mereka yang betul, tetapi selamat dan stabil.

Secara umum, mekanik bahan berfungsi dengan cara ini:

Analisis

Pada mulanya struktur dianalisis, yang geometriknya diketahui, menentukan usaha dan ubah bentuk, untuk mencari beban maksimum yang boleh digunakan dan tidak melebihi had ubah bentuk yang telah ditetapkan.

Reka bentuk

Pilihan lain adalah untuk menentukan dimensi struktur, memandangkan beban tertentu dan tekanan dan nilai ubah bentuk dibenarkan.

Dengan cara ini, mekanik bahan digunakan secara bergantian ke pelbagai bidang:

• Kejuruteraan awam: Untuk reka bentuk bangunan mengikut jenis beban yang mereka mesti menyokong.
• Mekanik automotif dan aeronautik: Dalam reka bentuk bahagian untuk kereta, kapal terbang dan bot.
• Ubat: Biomaterials adalah kawasan yang sangat menarik, di mana prinsip -prinsip yang diterangkan digunakan dalam reka bentuk prostesis yang pelbagai dan sebagai pengganti tisu, contohnya.

Dengan cara ini, mekanik bahan diposisikan sebagai asas sains dan kejuruteraan bahan, cawangan pelbagai disiplin dengan kemajuan yang luar biasa pada masa -masa lalu.

Rujukan

1. Bir, f. 2010. Bahan mekanik. 5th. Edisi. McGraw Hill.
2. Cavazos, j. Pengenalan kepada Mekanik Bahan. Pulih dari: youtube.com.
3. Fitzgerald, r. Sembilan belas sembilan puluh enam. Bahan mekanik. Alpha Omega.
4. Hibbeler, R. 2011.Bahan mekanik. Ke -8. Edisi. Pearson.
5. Kejuruteraan dan pengajaran. Bahan mekanik. Pulih dari: kejuruteraan dan kesilapan.WordPress.com.
6. Mott, r. Sembilan belas sembilan puluh enam. Rintangan bahan yang digunakan. Ke -3. Edisi. Prentice Hall.