Materiaalmechanica, studieveld, toepassingen

De Materiaalmechanica Bestudeer de reacties van objecten op de toegepaste externe belastingen. Het ontwerp van machines, mechanismen en structuren is efficiënter in de kennis van dergelijke antwoorden.

Om een ​​ontwerp voldoende te zijn, is het noodzakelijk om de inspanningen en vervormingen te overwegen die op het object handelen. Elk materiaal heeft zijn eigen reactie, volgens zijn kenmerken.

Materiële mechanica biedt de basis voor de selectie van materialen die worden gebruikt in civiele constructies zoals deze brug

De mechanica van materialen is op zijn beurt gebaseerd op statische. Het is ook noodzakelijk om de balansvoorwaarden van een uitgebreid lichaam te overwegen.

Op deze manier worden weerstand, stijfheid, elasticiteit en stabiliteit van lichamen gewetensvol bestudeerd.

Materiaalmechanica staat ook bekend als de weerstand van materialen of mechanica van vaste stoffen.

[TOC]

Geschiedenis van materiële mechanica

Vanaf het begin van de mensheid bewees mensen door essay en fouten de kenmerken van de materialen in hun omgeving. Het is niet moeilijk om je de harde geheilde stenen ambachtslieden voor te stellen die de juiste rotsen kiezen om hun pijltips te snijden.

Met een zittende levensstijl begonnen structuren te worden gebouwd die uiteindelijk evolueerden naar de monumentale gebouwen van de volkeren van het oude Egypte en Mesopotamië.

Deze bouwers wisten de reactie van de materialen die ze gebruikten, tot het punt dat nog steeds de tempels, de piramides en de paleizen die overblijven, verbazing blijven veroorzaken.

Hetzelfde kan gezegd worden van de engineering van de oude Romeinen, opmerkelijk voor hun ontwerp waarin bogen en kluizen, evenals het succesvolle gebruik van materialen.

Moderne materiële mechanica

Het formalisme van de mechanica van de materialen kwam eeuwen later op, dankzij de experimenten van de grote Galileo Galilei (1564 - 1642), die de effecten van belastingen op staven en balken van verschillende materialen bestudeerde.

Kan u van dienst zijn: huidige atoommodel

Galileo links belichaamd in zijn boek Twee Cuevas Sciences Zijn conclusies over mislukkingen in structuren zoals cantileverstralen. Vervolgens legde Robert Hooke (1635-1703) de basis van de elasticiteitstheorie, met de beroemde Hooke's wet, die vaststelt dat die vervorming, op voorwaarde dat het klein is, evenredig is met de inspanning.

Hooke's wet in het voorjaar

Isaac Newton (1642-1727) heeft de bewegingswetten vastgesteld die de werking van de krachten op objecten definiëren, en onafhankelijk van Gottfried Leibnitz, de wiskundige berekening uitgevonden, een fundamenteel hulpmiddel voor het modelleren van de effecten van de krachten.

Later, vanaf de achttiende eeuw, voerden verschillende opmerkelijke Franse wetenschappers experimenten uit met materialen: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame en Navier, de meest opvallende. De laatste is de auteur van de eerste tekst van de moderne materiële mechanica.

Tegelijkertijd evolueerde de wiskunde om hulpmiddelen te bieden bij het oplossen van complexere mechanische problemen. Thomas Young (1773-1829) Experimenten zijn opmerkelijk, die de stijfheid van verschillende materialen hebben bepaald.

Tegenwoordig worden veel problemen opgelost door numerieke methoden en computersimulaties, omdat geavanceerd onderzoek in materiaalwetenschap doorgaat.

Studierichting

De mechanica van de materialen bestudeert de echte vaste stoffen, die kunnen worden vervormd onder de werking van de krachten, in tegenstelling tot de ideale vaste stoffen, die niet te verwerken zijn. Uit ervaring is bekend dat echte materialen kunnen worden gebroken, stretchen, comprimeren of buigen, volgens de belasting die ze ervaren.

Daarom kan materiaalmechanica worden beschouwd als de volgende stap naar statisch. Hierin werd geacht dat de vaste stoffen niet verformelen, wat volgt is om erachter te komen hoe ze vervormen wanneer externe krachten op hen handelen, want dankzij deze krachten ontwikkelen interne inspanningen in de objecten zich als een reactie.

Kan je van dienst zijn: afstandskrachten

De vervorming van het lichaam hangt af van de intensiteit van deze inspanningen en uiteindelijk van het uiteenvallen. Dan vormen de materialen van materialen de basis voor een effectief ontwerp van onderdelen en structuren, ongeacht het materiaal dat ze zijn gemaakt, omdat de ontwikkelde theorie op alle toepassing is.

Weerstand en stijfheid

De reactie van de materialen hangt af van twee fundamentele aspecten:

-Uithoudingsvermogen

-Stijfheid

Weerstand van een object wordt opgevat als het vermogen om inspanningen te weerstaan ​​zonder te breken of te breken. In dit proces kan het object echter vervormen en zijn de functies ervan binnen de structuur verminderd, volgens de starheid ervan.

Hoe rigider het materiaal is, hoe minder het de neiging heeft om te vervormen door inspanningen. Natuurlijk, op voorwaarde dat een object onder inspanningen is, zal het een soort vervorming lijden, wat permanent kan zijn of niet. Het idee is dat dit object ondanks dat object niet stopt.

Soorten inspanningen

Materiële mechanica beschouwt de effecten van verschillende inspanningen, die hij classificeert door zijn vorm of duur. Door vorm kunnen de inspanningen zijn:

• Tractie, is een normale inspanning (handelt loodrecht op de dwarsdoorsnede van het object) en produceert zijn verlenging.
• Compressie is ook een normale inspanning, maar het is voorstander van verkorting.
• Shear, bestaat uit krachten in de tegenovergestelde richting die worden uitgeoefend op de dwarsdoorsnede van het lichaam, waarvan het effect is om een ​​snee te produceren, het in secties te verdelen.
• Flexie, loodrechte krachten die de neiging hebben om het element te vouwen, te krommen of vast te houden waarop ze handelen.
• -Torsie, zijn paren toegepast op het object dat draait.

En vanwege zijn snelheid zijn de inspanningen:

• Statisch, die heel langzaam op het lichaam werken.
• Impact, ze zijn korte duur en intensief effect.
• Van vermoeidheid, die bestaat uit repetitieve cycli van inspanningsvervorming die uiteindelijk het element breken.

Kan u van dienst zijn: lineaire verwijding: wat is het, formule en coëfficiënten, bijvoorbeeld

Materiaalmechanica Toepassingen

Wanneer een structuur, een machines of een object wordt gehouden, zal deze altijd worden onderworpen aan talloze inspanningen die zijn afgeleid van het gebruik ervan. Zoals hierboven vermeld, veroorzaken deze inspanningen vervormingen en uiteindelijke pauzes: de balken kunnen opnieuw worden gebogen, het risico op instorting of de tanden van de versnellingen breken.

De delen van een motor zijn ontworpen om bepaalde inspanningen te ondersteunen zonder overmatig te vervormen of te breken

Dus de materialen die worden gebruikt in diverse gebruiksvoorwerpen, machines en structuren moeten geschikt zijn, niet alleen om hun juiste werking te garanderen, maar om veilig en stabiel te zijn.

Over het algemeen werkt materiaalmechanica op deze manier:

Analyse

In eerste instantie wordt de structuur geanalyseerd, waarvan de geometrie bekend is, het bepalen van inspanningen en vervorming, om de maximale belasting te vinden die kan worden toegepast en is het niet groter dan een vooraf ingestelde vervormingslimiet.

Ontwerp

Een andere optie is om de afmetingen van de structuur te bepalen, gezien bepaalde belastingen en stress- en vervormingswaarden toegestaan.

Op deze manier worden de mechanica van de materialen door elkaar toegepast op verschillende gebieden:

• civiele techniek: Voor het ontwerp van gebouwen volgens het type belastingen dat ze moeten ondersteunen.
• Automotive en luchtvaartmechanica: In het ontwerp van onderdelen voor auto's, vliegtuigen en boten.
• Geneesmiddel: Biomaterialen is een zeer interessant gebied, waarin de beschreven principes worden toegepast in het ontwerp van verschillende prothesen en als weefselvervangers, bijvoorbeeld.

Op deze manier worden materiaalmechanica gepositioneerd als de basis van materiaalwetenschap en engineering, een multidisciplinaire tak met spectaculaire vooruitgang in de afgelopen tijd.

Referenties

1. Bier, f. 2010. Materiaalmechanica. 5e. Editie. McGraw Hill.
2. Cavazos, J. Inleiding tot materiaalmechanica. Hersteld van: YouTube.com.
3. Fitzgerald, r. 1996. Materiaalmechanica. Alfa omega.
4. Hibbeler, R. 2011.Materiaalmechanica. 8e. Editie. Pearson.
5. Engineering and Teaching. Materiaalmechanica. Hersteld van: Engineering and Dochence.WordPress.com.
6. Mott, r. 1996. Materiaalweerstand toegepast. 3e. Editie. Prentice Hall.