Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Сопромат - это просто. Введение в предмет. Учебное пособие
.pdf
О НЕКОТОРЫХ ВЫДАЮЩИХСЯ УЧЕНЫХ
Шарль Огюстен де Кулон (фр.Charles-Augustin de Coulomb,
14 июня 1736 г. – 23 августа 1806 г.) – французский военный инженер и учёный-физик, исследователь электромагнитных и механических явлений; член Парижской Академии наук. Его именем названы единица электрического заряда и закон взаимодействия электрических зарядов.
Шарль де Кулон родился 14 июня 1736 года в Ангулеме,
в семье правительственного чиновника. Учился в одной из лучших школ для молодых людей дворянского происхождения
«Коллеже четырёх наций» (Коллеж Мазарини). После окончания этого заведения сдал экзамены и в феврале 1760года поступил в Военно-инженерную школу в Мезьере, одно из лучших
высших технических учебных заведений XVIII века. Окончил
Школу в 1761 году, получил чин лейтенанта и был направлен
в Брест, где чуть больше года занимался картографическими
работами. Затем в течение нескольких лет Кулон служил в инженерных войсках на принадлежавшем Франции острове Мартиника в Форте Бурбон. Много раз тяжело болел. По состоянию здоровья был вынужден вернуться во Францию, служил
в Ла-Рошели и Шербуре. В 1781 году обосновался в Париже,
служил интендантом вод и фонтанов. После начала революции в 1789году ушёл в отставку и перебрался в своё поместье
в Блуа.
Ещё в начале 1770-х гг., вернувшись с Мартиники, Кулон
активно занялся научными исследованиями. Публиковал работы по технической механике (статика сооружений, теория ветряных мельниц, механические аспекты кручения нитей ит. п.).
Кулон сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные
весы, которые сам же применил для измерения электрических
и магнитных сил взаимодействия. В 1781 г. описал опыты по
трению скольжения и качения и сформулировал законы сухого
трения. В том же году стал членом Парижской Академии наук.
С 1785 г. по 1789г. опубликовал семь мемуаров, где сформулировал закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных
101
СОПРОМАТ – ЭТО ПРОСТО. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
полюсов (закон Кулона), а также закономерность распределения
электрических зарядов на поверхности проводника. Ввёл понятия магнитного момента и поляризации зарядов. В 1789г. у него
вышел труд по теории трения скольжения (éorie des machines
simples, en ayant égard au frottement de leurs parties et à la roideur
des cordages).
Уже после революции Академия наук неоднократно вызывала учёного в Париж для участия в определении мер и весов
(инициатива революционного правительства). Кулон стал одним из первых членов Национального института, заменившего
академию. В 1802 г. был назначен инспектором общественных
сооружений, но здоровье, подорванное на службе, не позволило
учёному существенно проявить себя на этой должности.
Кулон скончался 23 августа 1806г. в Париже. Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.
Мадлен Вионе, дом моды Vionnet. Именно этой даме мы
обязаны тем, что женское тело теперь не сковывается тугим корсетом, мешающим дышать и свободно двигаться. Мадам Вионе
первая начала кроить платья под углом 45°, используя эластичную ткань. В таких нарядах можно было подолгу танцевать и
даже водить машину. В отличие от произведений других модельеров, в которые невозможно было облачиться без посторонней
помощи, платья от Мадлен Вионе легко надевались и снимались.
Шелковые вечерние наряды, скроенные по косой, определили
силуэт целой эпохи, но в 1940 году Мадлен Вионе отошла от дел.
В 2007 году наследие дома мод Vionnet было реанимировано благодаря дизайнеру греческого происхождения Софи Кокосолаки.
Однако вскоре Софи покинула пост главного дизайнера компании. Затем под маркой Vionnet вышло несколько коллекций, где
в качестве креативного директора выступил Марк Одибе, который также не задержался надолго. Последнюю на сегодняшний
день коллекцию этого дома сделал Родольфо Паглилунга. Критиками она была воспринята довольно прохладно.
102
О НЕКОТОРЫХ ВЫДАЮЩИХСЯ УЧЕНЫХ
Гриффитс А. (1893–1963) – ученый, автор современной физической теории хрупкого разрушения, который указал на два
условия, необходимые для распространения трещины. Во-первых, рост трещины – это энергетический процесс, и, во-вторых,
преобразование энергии зависит от молекулярного механизма.
Проще можно сказать так: когда в деформированном теле появляется трещина, она слегка раскрывается и оба ее края расходятся на некоторое расстояние. Это означает, что материал,
непосредственно примыкающий к краям трещины, релаксирует,
напряжения и упругие деформации в нем уменьшаются, упругая
энергия освобождается.
Критерий Гриффитcа – условие хрупкого разрушения для
самопроизвольного распространения одиночной трещины в линейно упругом теле: «Разрушение произойдет тогда, когда при
бесконечно малом удлинении трещины будет выделяться больше упругой энергии, чем это требуется для удельной энергии
образования новых поверхностей». По принципу Гриффитса,
существующая в теле трещина станет лавинообразно распространяться, если высвобождение энергии упругой деформации
на единицу длины трещины превзойдет работу на разрыв молекулярных связей в материале.
Никколо Тарталья – итальянский математик, педагог,
инженер фортификационных сооружений.
В оставленных Тартальей сочинениях он рассматривает не
только вопросы математики, но и некоторые вопросы практической механики, баллистики и топографии. Так, в первом из его
сочинений, «Nuova scienza» (1537), он впервые рассматривает
вопрос о траектории выпущенного снаряда, причём утверждает, что траектория эта на всём её протяжении есть кривая линия, между тем как до него учили, что траектория снаряда состоит из двух прямых, соединённых кривой линией; тут же он
показывает, что наибольшая дальность полёта соответствует
углу в 45°; кроме того, в этой книге рассматриваются различные
103
СОПРОМАТ – ЭТО ПРОСТО. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
вопросы об измерении поверхности полей и впервые описывается использование изобретённого математиком артиллерийского
квадранта.
Вместе с вопросами артиллерии Тарталья занимался также и
вопросами укрепления городов и фортификацией вообще. В сочинении «Quesiti et invenzioni diverse» (1546) он предлагает даже
особую систему фронта, по начертанию схожего с тенальным;
он трактует также о топографической съёмке с помощью буссоли и излагает историю открытия им решения кубических уравнений. В сочинениях «La travagliata invenzione» и «Ragionamenti
sopra la Travagliata invenzione» (оба 1551 года) говорится о разных
изобретениях автора, которые он приписывает себе, но все они
уже изложены в 1550 г. в книге Кардано «De subtilitate» и принадлежат последнему.
Наиболее обширное сочинение автора называется «Generale
trattato de numeri e misure» (1556–1560); в нём подробно рассматриваются многие вопросы арифметики, алгебры и геометрии
https://ru.wikipedia.org/wiki/Тарталья).
(
104
ГЛОССАРИЙ [2, 3]
Деформация – изменение формы и объема тела под дей-
ствием внешних сил. Деформация связана с изменением
относительного положения частиц тела и обычно сопро-
вождается изменением величин междуатомных сил, мерой
которого является упругое напряжение. Различают четыре
основных вида деформаций: растяжение/сжатие, сдвиг, кру-
чение и изгиб.
Деформация твердого тела – изменение размеров, формы
и объема твердого тела. Деформация твердого тела происхо-
дит при изменении его температуры или под воздействием
внешних сил.
Деформируемое тело – механическая система, обладаю-
щая – в дополнение к поступательным и вращательным сте-
пеням свободы – внутренними (колебательными) степеня-
ми свободы. Деформируемые тела подразделяются на абсо-
лютно упругие тела без диссипационных степеней свободы
и на неупругие тела, обладающие диссипацией.
Депланация сечения – при кручении – явление нарушения
плоскостности поперечных сечений. Депланация сечения
происходит при кручении призматических стержней.
Динамика – раздел механики, изучающий влияние взаимо-
действий между телами на их механическое движение.
Диаграмма растяжения – график зависимости механиче-
ского напряжения от относительной деформации твердого
тела.
105
СОПРОМАТ – ЭТО ПРОСТО. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
Жесткость – способность тела или конструкции сопротив-
ляться образованию деформации. Жесткость измеряется ко-
эффициентом пропорциональности между усилием и отно-
сительной линейной, угловой деформацией или кривизной.
Жесткость пружины – коэффициент пропорционально-
сти между деформирующей силой и деформацией в законе
Гука. Жесткость пружины численно равна силе, которую
надо приложить к упруго деформируемому образцу, чтобы
вызвать его единичную деформацию; зависит от материала,
из которого изготовлен образец, и размеров образца.
Запас прочности – отношение предела прочности мате-
риала к максимальному нормальному механическому на-
пряжению, которое будет испытывать деталь в работе.
Закон Гука – связь между величиной упругой деформации и
силой, действующей на тело. Различают три формулировки
закона Гука: 1 – величина абсолютной деформации пропор-
циональна величине деформирующей силы с коэффициен-
том пропорциональности, равным жесткости деформиру-
емого образца; 2 – сила упругости, возникающая в дефор-
мированном теле, пропорциональна величине деформации
с коэффициентом пропорциональности, равным жесткости
деформируемого образца; 3 – упругое напряжение, возника-
ющее в теле, пропорционально относительной деформации
этого тела с коэффициентом пропорциональности, равным
модулю упругости.
Изгиб – в сопротивлении материалов – вид деформации
бруса, балки, плиты, оболочки или другого объекта, харак-
теризующийся изменением кривизны оси или срединной
поверхности деформируемого объекта под действием внеш-
них сил или температуры.
Касательное механическое напряжение – сила, приходя-
щаяся на единичную площадку сечения образца, параллель-
ную направлению действия внешней силы.
106
ГЛОССАРИЙ
Кинематика – раздел механики, изучающий геометриче-
ские свойства движения тел без учета их масс и действую-
щих на них сил. Кинематика исследует способы описания
движений и связей между величинами, которые характери-
зуют эти движения.
Классическая механика – физическая теория, устанавлива-
ющая законы движения макроскопических тел со скоростя-
ми, значительно меньшими скорости света в вакууме.
Косой изгиб
– в сопротивлении материалов – вид деформа-
ции, характеризующийся изменением кривизны бруса под
действием внешних сил, проходящих через его ось и не со-
впадающих ни с одной из главных плоскостей.
Кручение – в сопротивлении материалов – вид деформации,
характеризующийся взаимным поворотом поперечных се-
чений стержня (вала и т. д.) под влиянием пар сил, действу-
ющих в этих сечениях. При кручении поперечные сечения
круглых стержней остаются плоскими.
Механика – основной раздел физики, наука о механическом
движении материальных тел и происходящих взаимодей-
ствиях между ними. В результате взаимодействия изменя-
ются скорости тел или тела деформируются. Механика под-
разделяется на статику, кинематику и динамику.
Механика сплошных сред – раздел механики, изучающий
движение и равновесие газов, жидкостей и деформиру-
емых твердых тел. В механике сплошных сред вещество
рассматривают как непрерывную среду, пренебрегая его
молекулярно-атомным строением, и считают непрерывным
распределение в среде всех ее характеристик: плотности,
напряжений, скоростей частиц и др. Механика сплошных
сред подразделяется на гидроаэромеханику, газовую ди-
намику, теорию упругости, теорию пластичности и другие
разделы.
107
СОПРОМАТ – ЭТО ПРОСТО. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
Механика тел переменной массы – раздел механики, изуча-
ющий движения тел, масса которых изменяется с течением
времени вследствие отделения от тела (или присоединения
к нему) материальных частиц. Такие задачи возникают при
движении ракет, реактивных самолетов, небесных тел и др.
Механическое напряжение – мера внутренних сил, возни-
кающих в деформируемом теле под влиянием внешних воз-
действий. Механическое напряжение в точке тела измеря-
ется отношением: упругой силы, возникающей в теле при
деформации, к площади малого элемента сечения, перпен-
дикулярного к этой силе. В системе СИ механическое напря-
жение измеряется в паскалях. Различают две составляющие
вектора механического напряжения: нормальное механи-
ческое напряжение, направленное по нормали к сечению, и
касательное механическое напряжение в плоскости сечения.
Момент пары сил – произведение одной из сил, составляю-
щих пару сил, на плечо.
Модуль упругости – коэффициент, характеризующий со-
противление материала растяжению/сжатию. Модуль упру-
гости численно равен механическому напряжению, при ко-
тором длина образца изменяется в два раза.
Наклеп – увеличение прочности кристаллов после пласти-
ческой деформации. Наклеп проявляется в повышении пре-
дела упругости материала и его хрупкости.
Нормальное механическое напряжение – сила, приходящая-
ся на единичную площадку сечения образца, перпендику-
лярную направлению действия внешней силы.
Однородная среда – среда, характеризующаяся равенством
рассматриваемых физических свойств в любой точке про-
странства.
Относительная деформация – отношение величины изме-
нения размера тела к его исходному размеру. Часто относи-
тельная деформация выражается в процентах.
108
ГЛОССАРИЙ
Пластическая деформация – деформация, которая не исче-
зает после прекращения действия внешних сил.
Пара сил – две равные по числовому значению и противо-
положные по направлению параллельные силы, приложен-
ные к одному и тому же твердому телу. Пара сил создает мо-
мент силы.
Ползучесть – явление изменения тела при неизменной,
приложенной к телу нагрузке. С возрастанием температуры
скорость ползучести увеличивается. Видами ползучести яв-
ляются релаксация и упругое последействие.
Потенциальная энергия упруго деформированного тела –
физическая величина, равная работе, которую могут совер-
шить силы упругости к моменту полного снятия упругих
деформаций.
Поперечный изгиб – изгиб, возникающий при наличии из-
гибающих моментов и поперечных сил.
Пластичность – свойство твердых тел изменять под на-
грузкой форму и размеры без образования разрывов и тре-
щин и сохранять изменившиеся форму и размеры после
удаления нагрузки.
Пластическая деформация – деформация, которая не исче-
зает после прекращения действия внешних сил.
Предел упругости – наибольшее механическое напряжение,
при котором материал еще обладает упругостью (выполня-
ется закон Гука).
Предел упругости – наименьшее механическое напряже-
ние, после снятия которого в деформируемом образце появ-
ляются первые признаки пластической деформации.
Предел прочности – максимальное механическое напря-
жение, при котором материал, подвергнутый деформации,
разрушается.
109
СОПРОМАТ – ЭТО ПРОСТО. ВВЕДЕНИЕ В ПРЕДМЕТ
Предел пропорциональности – механическое напряжение,
при котором еще не возникают заметные пластические де-
формации.
Продольно-поперечный изгиб – изгиб, вызываемый одно-
временным действием сил, направленных по оси стержня
и перпендикулярно к ней.
Продольный изгиб – в сопротивлении материалов – изгиб
первоначально прямолинейного стержня под действием
центрально приложенных продольных сжимающих сил
вследствие потери им устойчивости.
Плечо пары – кратчайшее расстояние между линиями дей-
ствия сил, составляющих пару сил.
Простой изгиб прямого бруса – изгиб прямого бруса, при
котором внешние силы лежат в одной из плоскостей, про-
ходящих через его ось и главные оси инерции поперечного
сечения (в одной из главных плоскостей бруса). При пло-
ском изгибе в поперечных сечениях бруса возникают нор-
мальные и касательные напряжения.
Работа силы – мера механического действия силы при пе-
ремещении точки ее приложения. Работа силы есть скаляр-
ная физическая величина, равная произведению силы и пе-
ремещения.
Равновесие механической системы – состояние механиче-
ской системы, находящейся под действием сил, при котором
все ее точки покоятся относительно рассматриваемой систе-
мы отсчета. Равновесие механической системы имеет место
в случае, когда все действующие на систему силы и моменты
сил уравновешены. При неизменных внешних воздействиях
механическая система может пребывать в состоянии равно-
весия сколь угодно долго.
Реакция связи – сила, с которой механическая связь дей-
ствует на тело.
110
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]