Materialmekanik, studiefält, applikationer

De materialmekanik Studera svaren från objekt på de externa belastningarna som applicerats. Utformningen av maskiner, mekanismer och strukturer är mer effektiv på kunskapen om sådana svar.

För att en design ska vara tillräcklig är det nödvändigt att överväga de ansträngningar och deformationer som verkar på objektet. Varje material har sitt eget svar, enligt dess egenskaper.

Materialmekanik ger grunden för valet av material som används i civila konstruktioner som denna bro

Materialmekaniken är i sin tur baserad på statisk, eftersom den måste använda sina metoder och koncept, såsom olika belastningar eller krafter och stunder som kroppar kan exponeras under dess drift under dess drift. Det är också nödvändigt att överväga balansvillkoren för en utökad kropp.

På detta sätt studeras motstånd, styvhet, elasticitet och stabilitet hos kroppar samvetsgrant.

Materialmekanik kallas också motståndet hos material eller mekanik i fasta ämnen.

[TOC]

Historik om materialmekanik

Från början av mänskligheten bevisade människor, genom uppsats och fel, egenskaperna hos materialen i deras miljö. Det är inte svårt att föreställa sig de hårda -handed stenhantverkarna som väljer rätt stenar för att snida sina pilspetsar.

Med stillasittande livsstil började strukturer byggas som så småningom utvecklades till de monumentala byggnaderna i folket i antika Egypten och Mesopotamien.

Dessa byggare visste väl svaret på materialen de använde, till den punkten att fortfarande i dag templen, pyramiderna och palatserna som lämnade fortsätter att orsaka förvåning.

Detsamma kan sägas om de forntida romarnas konstruktion, anmärkningsvärd för deras design där bågar och valv, liksom den framgångsrika användningen av material.

Modern materialmekanik

Mekaniken i materialets mekanik uppstod århundraden senare, tack vare experimenten av den stora Galileo Galilei (1564 - 1642), som studerade effekterna av laster på staplar och balkar gjorda av olika material.

Kan tjäna dig: aktuell atommodell

Galileo lämnade förkroppsligad i sin bok Två Cuevas Sciences Hans slutsatser om misslyckanden i strukturer som utskjutande strålar. Därefter lägger Robert Hooke (1635-1703) grunden för elasticitetsteori, med den berömda Hooke's lag, som konstaterar att deformation, förutsatt att den är liten, är proportionell mot ansträngningen.

Hookes lag på våren

Isaac Newton (1642-1727) fastställde rörelselagarna som definierar kraften av krafterna på föremål, och oberoende med Gottfried Leibnitz, uppfann den matematiska beräkningen, ett grundläggande verktyg för att modellera effekterna av krafterna.

Senare, från det artonde århundradet, genomförde flera anmärkningsvärda franska forskare experiment med material: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame och Navier, det mest anmärkningsvärda. Den senare är författaren till den första texten till den moderna materialmekaniken.

Samtidigt utvecklades matematik för att tillhandahålla verktyg för att lösa mer komplexa mekaniska problem. Thomas Young (1773-1829) Experiment är anmärkningsvärda, som bestämde styvheten hos olika material.

Idag löses många problem genom numeriska metoder och datorsimuleringar, eftersom avancerad forskning inom materialvetenskap fortsätter.

Studieområde

Materialets mekanik studerar de verkliga fasta ämnena, de som kan deformeras under krafternas verkan, till skillnad från de ideala fasta ämnena, som är obefogliga. Från erfarenhet är det känt att verkliga material kan sprickas, sträcka, komprimera eller böjas, enligt den last de upplever de upplever.

Därför kan materialmekanik betraktas som nästa steg till statisk. I detta ansågs det att de fasta ämnena var outformbara, det som följer är att ta reda på hur de deformeras när externa krafter agerar på dem, eftersom tack vare dessa krafter utvecklas inre föremål som ett svar.

Kan tjäna dig: distanskrafter

Deformationen av kroppen beror på intensiteten i dessa ansträngningar och så småningom uppdelningen. Då utgör materialmekaniken grunden för en effektiv design av delar och strukturer, oavsett material som de är gjorda, eftersom den utvecklade teorin gäller för dem alla.

Motstånd och styvhet

Materialets svar beror på två grundläggande aspekter:

-Uthållighet

-Stelhet

Motstånd från ett objekt förstås som dess förmåga att motstå ansträngningar utan att bryta eller spricka. I denna process kan emellertid objektet deformeras och dess funktioner inom strukturen minskas, enligt dess styvhet.

Ju mer styva materialet är, desto mindre tenderar det att deformera på grund av ansträngningar. Naturligtvis förutsatt att ett objekt är under ansträngningar kommer det att drabbas av någon typ av deformation, som kan vara permanent eller inte. Tanken är att detta objekt inte slutar fungera ordentligt trots det.

Typer av ansträngningar

Materialmekanik överväger effekterna av olika ansträngningar, som han klassificerar efter dess form eller varaktighet. Genom att bilda kan ansträngningarna vara:

• Dragkraft, är en normal ansträngning (verkar vinkelrätt mot objektets tvärsnitt) och producerar dess förlängning.
• Komprimering är också en normal ansträngning, men det gynnar förkortning.
• Skjuvning, består av krafter i motsatt riktning applicerad på tvärsnittet av kroppen, vars effekt är att producera ett snitt och dela upp det i sektioner.
• Flexion, vinkelräta krafter som tenderar att fälla, kurva eller spänna det element som de agerar.
• -Torsion, är par tillämpade på objektet som vrids.

Och på grund av dess hastighet är ansträngningarna:

• Statisk, som verkar mycket långsamt på kroppen.
• Påverkan, de är kort varaktighet och intensiv effekt.
• Av trötthet, som består av repetitiva cykler av ansträngningsdeformation som slutar spricka elementet.

Kan tjäna dig: Linjär utvidgning: Vad är det, formel och koefficienter, exempel

Applikationer för materialmekanik

Närhelst en struktur, en maskin eller något objekt har haft kommer det alltid att omfattas av många ansträngningar härrörande från dess användning. Som nämnts ovan orsakar dessa ansträngningar deformationer och eventuella pauser: balkarna kan återföras, med risk för kollaps eller tändernas brytning.

Delarna av en motor är utformade för att stödja vissa ansträngningar utan att deformeras överdrivet eller bryta

Så materialen som används i olika redskap, maskiner och strukturer måste vara lämpliga, inte bara för att garantera deras korrekta drift, utan för att vara säker och stabila.

I allmänhet fungerar materialmekanik på detta sätt:

Analys

I första hand analyseras strukturen, vars geometri är känd och bestämmer ansträngningar och deformation, för att hitta den maximala belastningen som kan tillämpas och inte överskrider en företablerad deformationsgräns.

Design

Ett annat alternativ är att bestämma dimensionerna på strukturen, med tanke på vissa belastningar och tillåtna av stress och deformationsvärden.

På detta sätt appliceras materialets mekanik omväxlande på olika områden:

• civilingenjör: För utformningen av byggnader enligt vilken typ av laster de måste stödja.
• Automotive och flygmekanik: I utformningen av delar för bilar, flygplan och båtar.
• Medicin: Biomaterial är ett mycket intressant område där de beskrivna principerna tillämpas i utformningen av olika proteser och som vävnadsersättare, till exempel.

På detta sätt placeras materialmekanik som grunden för materialvetenskap och teknik, en tvärvetenskaplig gren med spektakulära framsteg på senare tid.

Referenser

1. Öl, f. 2010. Materialmekanik. Femte. Utgåva. McGraw Hill.
2. Cavazos, j. Introduktion till materialmekanik. Återhämtat sig från: YouTube.com.
3. Fitzgerald, r. nitton nittiosex. Materialmekanik. Alfa -omega.
4. Hibbeler, R. 2011.Materialmekanik. 8th. Utgåva. Pearson.
5. Teknik och undervisning. Materialmekanik. Återhämtat sig från: teknik och dochence.WordPress.com.
6. Mott, r. nitton nittiosex. Applicerat materialmotstånd. 3: e. Utgåva. Prentice hall.