Departamentul de Rezistență a Materialelor. Metoda elementelor finite

Lucrări de laborator №3 (Testarea probelor de material pentru torsiune)

Lucrare de laborator nr 5 (codoare tijă dreaptă)

Lecția este condusă de dr., conferențiar. Gorbatovski Alexandru Alexandrovici.

Videoclipuri arhivate:

film - lector academician Rabotnov Yu N. subiect: „Proprietățile mecanice ale materialelor”.

Lecția 1 Descărcare „Analiza modală a diapasonului”.

Lecția 2 Descărcare „Analiza stabilității sistemului”.

Flutter(din limba engleză flutter - tremur, vibrație) - o combinație de îndoire neamortizată autoexcitată și auto-oscilații de torsiune ale elementelor structurale aeronave- în principal aripa unui avion sau rotorul principal al unui elicopter. De regulă, flutterul se manifestă atunci când se atinge o anumită viteză critică, în funcție de caracteristicile de proiectare ale aeronavei; rezonanţa rezultată poate duce la distrugerea acesteia.

video1 video2 video3 video4 TacomaBridge

Întrebări de examen din prima parte a cursului „Rezistența materialelor” pentru toată lumea (cu excepția E4, E7) Descarcă

Întrebări de examen pentru partea a 2-a a cursului „Rezistența materialelor” pentru toată lumea (cu excepția E4, E7)

Întrebări de examen pentru cursul „Sustenabilitate” sisteme mecanice„Descărcați

Plan de lecție pentru cursul „Rezistența materialelor” Anul II Semestrul III Descarcă

Rezistenta materialelor:

• Curs de televiziune despre rezistența materialelor „Sisteme de îndoire și static nedeterminate” sub redactia generală a lui V. I. Feodosyev (Moscova, „Școala superioară”, 1981) pdf
• Curs de televiziune despre rezistența materialelor „Starea de stres și stabilitate” editat de V. I. Feodosyev („Școala superioară” din Moscova 1981) pdf
• Curs de televiziune despre rezistența materialelor „Tensiune și torsiune” de V.I. Feodosiev, Yu.N. Rabotnov, A.V. Darkov, I.V. Rodin, B.Ya. Lașcennikov („Școala superioară” din Moscova 1977) pdf

Mecanica tijelor

• Calculul rezistenței și rigidității sistemelor de tije la îndoire folosind doc. MATHCAD

Teoria oscilației:

• Prelegeri despre teoria oscilațiilor de L.I Mandelstam pdf
• Probleme neliniare de dinamică a mașinilor I.I.Vulfson pdf
• Fundamentele teoriei aplicate a vibrațiilor și impactului Ya.G.Panovko pdf
• Rezistența și vibrațiile elementelor structurale de S.P. Timoshenko pdf
• Teoria vibratiilor mecanice V.L Biderman pdf

Mecanica structurala:

• Mecanica tijelor T1 V.A.Svetlitsky pdf
• Mecanica tijelor T2 V.A.Svetlitsky pdf
• Mecanica structurilor cu pereți subțiri V.L Biderman pdf
• Fundamentele mecanicii structurale a mașinilor S.V. Boyarshinov pdf
• Mecanica structurilor A.V.Alexandrov pdf
• Mecanica structurală a structurilor de tehnologie spațială V.I Usyukin pdf
• Mecanica structurală a aeronavei. I.F. Obraztsov pdf
• Teoria si calculul tijelor elastice flexibile E.P.Popov pdf
• Rezolvarea numerică a problemelor în mecanica paginii V.P Ilyin pdf

Plasticitate și fluaj:

• Kachanov L.M. - Bazele teoriei plasticității djvu
• Fundamentele teoriei elasticitatii si plasticitatii V.I.Samul pdf
• Teoria aplicată a plasticității și fluajului N.N. pdf
• Sokolovsky V.V. - teoria plasticității djvu

Metoda elementelor finite:

• Introducere în metoda elementelor finite de D. Norrie pdf
• Elemente finite și aproximare O. Zenkevich pdf
• Metoda elementelor finite în probleme de dinamică V.P. Kandidov pdf
• Metoda elementelor finite N.N. Shabrov pdf
• Metoda elementelor finite O.Zenkevich pdf
• Metoda elementelor finite R. Gallagher pdf

Stabilitate:

• Teoria catastrofelor V. I. Arnold
• Probleme neconservative ale teoriei stabilităţii elastice V. V. Bolotin
• Probleme neclasice în teoria stabilității elastice Abordări deterministe, probabiliste și anti-optimizare
• ISAAC ELISHAKOFF /Florida Atlantic University/, YIWEI LI /Alpine Engineered Products, Inc./, JAMES H. STARNES /JR.
• Centrul de Cercetare Langley NASA/
• Comun ecuații diferențiale Teorie calitativă cu aplicații ERROUSMITH
• Stabilitate, instabilitate și haos GLENDINNING P.
• Problema generală a stabilității mișcării 1950 LIAPUNOV A. M.
• Dinamica analitică MEIROVITCH L.
• Introducere în teoria stabilității mișcării MERKIN D.R.
• Simularea vibrațiilor folosind MATLAB Michael R. Hatch
• Asimptotika-nelineynoy-mehaniki MOISSEEV N.N.
• Oscilații neliniare NAYFEH Ali H, MOOK Dean T
• Metode de perturbare NAYFEH Ali Hasan
• Stabilitate și solid neliniar me NGUEN Quoc Son
• Ustoichivost i kol PANOVKO YaG GUBANOVA II
• Ecuații diferențiale ordinare PONTRYAGIN L.S.
• RABINOVITCH MI TRUBETSKOV DI Oscill
• Soluții periodice ale Dy neliniare REITHMEIERr E.
• Stabilitatea mișcărilor staționare în exemple și probleme RUBANOVSKY
• Neustojchivosti i katastrofy v nauke i texnike (ru)(T)(C)(254s) THOMPSON Dzh.M.T
• Stabilitatea sistemelor deformabile VOL MIR
• ZHURAVLEV V.F. 2001
• ZHURAVLEV V.F., KLIMOV M.D. 1988

Departamentul de Rezistență a Materialelor ca departament independent există din 1908. Timp de 30 de ani a fost condus de Prof. V. N. Sokolovsky, ale cărui activități la institut au durat mai mult de jumătate de secol. Cursul despre rezistența materialelor, scris de el în 1898, a trecut prin șapte ediții. V.N Sokolovsky și-a completat activitatea de predare cu contacte strânse cu producția: a fost membru al comisiilor de experți și consultant al multor organizații de design.

Din 1938 până în 1941 Departamentul de Rezistență a Materialelor (concomitent cu șeful departamentului mecanică teoretică) a fost condusă de prof. N. P. Pavlyuk este autorul multor lucrări originale despre stabilitatea și vibrațiile structurilor de inginerie, organizatorul laboratorului de stabilitate și vibrații. În 1941, N.P Pavlyuk a murit în Leningradul asediat.

Departamentul de Rezistență a Materialelor existent în prezent (cu propriile tradiții) datează din 1944, când era condus de un om de știință și profesor remarcabil, profesorul V. A. Gastev. Este unul dintre cei mai mari specialiști ruși în structuri și poduri din beton armat, cunoscut și ca autorul unui număr mare de lucrări teoretice care au avut un impact semnificativ asupra dezvoltării teoriei elasticității, a teoriei stabilității și a mecanicii ruperii.

V. A. Gastev s-a născut la 26 septembrie (8 octombrie) 1891 în orașul Efremov, regiunea Tula, în familia unui preot. Un mare interes pentru științele exacte, care s-a manifestat în anii de studiu la gimnaziul Tula, l-a condus la departamentul de fizică și matematică a universității - mai întâi la Moscova (cursurile I și II), unde N. E. Jukovski a lucrat în acei ani, și apoi la Sankt Petersburg, unde atunci s-a concentrat o întreagă galaxie de studenți ai lui P. L. Cebyshev și A. M. Lyapunov (A. A. Markov, V. A. Markov, V. A. Steklov, V. Ya. Uspensky etc.).

După absolvirea universității (1913), la recomandarea lui V. A. Steklov, a fost lăsat la facultate pentru a se pregăti „pentru profesor”, adică, în termenii de astăzi, pentru școala superioară, dar nu a rămas la liceu, ci , după ce a câștigat niște bani predându-l pe V liceu, a intrat în anul III al Institutului de Ingineri de Căi Ferate din Petrograd, pe care l-a absolvit în 1919 și unde a predat apoi din 1920 până în 1938. (Asistent și profesor asociat al Departamentului de Matematică, Profesor al Departamentului de Poduri).

Prin rezoluția Comisiei Superioare de Atestare din 1934 i s-a conferit titlul de profesor, în 1939 - fără a susține o dizertație - grad academic Doctor în științe tehnice. În 1938-1941 Vladimir Alekseevici a condus departamentul de rezistență a materialelor a Institutului de Ingineri în Construcții Industriale și a Școlii Superioare de Inginerie Civilă, creată pe baza acestui institut, în 1942 a lucrat ceva timp la Academia de Transport Militar a Armatei Roșii, unde a completat muncă importantă pe rezistența stratului de gheață, publicat în lucrările Academiei (1944), dar încă din 1942 folosit în elaborarea manualului „Ice Railway Crossings”). Din 1942 până în 1944 a lucrat la Institutul de Ingineri Dnepropetrovsk evacuat la Novosibirsk transport feroviar, iar în 1944-1972. Șef al Departamentului de Rezistență a Materialelor de la Institutul de Inginerie Civilă din Leningrad.

O combinație de pregătire matematică profundă și minuțioasă învăţământul ingineresc reflectată întotdeauna în lucrările lui Vladimir Alekseevici. Astfel, deja în primele sale articole publicate, „Experiența germană în sistematizarea materialelor privind stabilitatea sistemelor elastice” (1921) și „Despre influența cusăturilor asupra rezistenței zidăriei la compresiune” (1924), se atrage atenția asupra logica strictă, profunzimea și claritatea analizei problemelor ridicate. În special, prima dintre aceste lucrări, conținând o scurtă analiză critică a cărții lui R. Mayer despre stabilitatea sistemelor elastice, publicată în 1921 la Berlin, subliniază rolul fundamental al cercetării lui A. M. Lyapunov în acest domeniu și necesitatea unei configurații corecte a experimente privind stabilitatea tijelor elastice de echilibru și lipsa de temei asociată a criticii formulei lui Euler într-un număr de lucrări publicate și apoi la modă.

În 1923, a fost publicată prima ediție a cărții lui Vladimir Alekseevici „Metode și date pentru calculul structurilor din beton armat” (Petrograd, „Put”). Descrierea și analiza procesului de distrugere a grinzilor din beton armat sub sarcină în această carte sunt de așa natură încât, fără a acorda atenție rezultatelor cărții, este greu de crezut că a fost scrisă în 1921-1922 și nu în două decenii. mai târziu. Cartea a trecut prin trei ediții, fiecare dintre acestea ținând cont pe deplin de cele mai recente progrese în studiul proprietăților betonului și dezvoltarea metodelor de calcul al structurilor din beton armat (a treia ediție a fost publicată în 1932 sub titlul „Structuri din beton armat”. ” în Gosstroyizdat).

În aceiași ani, a fost scris un manual despre trecerea și restaurarea podurilor („Restaurarea podurilor.” M., Leningrad: Gotransizdat, 1932), care a fost unul dintre principalele manuale despre aceste probleme în anii de dinainte de război și de război. .

Acestea și o serie intreaga alte lucrări l-au plasat pe Vladimir Alekseevici printre cei mai importanți specialiști interni în structuri și poduri din beton armat. A participat la proiectarea a aproape douăzeci de poduri mari, inclusiv podul care poartă numele. Volodarsky peste Neva, poduri de cale ferată peste Amur lângă Komsomolsk și peste Volga lângă Rybinsk.

În anii 20 și 30, Vladimir Alekseevici a publicat și o serie de studii pur teoretice. În special, în acești ani au fost scrise articolele „Cu privire la problema calculului stabilității curelelor comprimate” poduri deschise„(Tr. LIIZhT, 1929, numărul 99), care dezvoltă o metodă elegantă pentru rezolvarea aproximativă a problemei stabilității de echilibru a unei tije comprimate de secțiune transversală variabilă cu rigiditate care se schimbă treptat, „Calculul plăcilor subțiri pe o fundație elastică încărcată pe platforme dreptunghiulare” (Tr. LIIPS , 1934, 1), unde metoda Ritz este folosită împreună cu o metodă subtilă de îmbunătățire a convergenței seriilor trigonometrice, și „Despre tensiuni într-un mediu elastic mărginit de un plan sub încărcare cu un perete infinit de rigid” (Tr. LIIZhT, 1937, numărul 127), în care, folosind teoria potențialului, a fost primul care a rezolvat problema acțiunii unei ștampile rigide încărcate excentric pe un semiplan elastic. Vladimir Alekseevici a scris și una dintre primele publicații despre stabilitatea dinamică a sistemelor elastice (Tr. LIAP, 1948, vol. I).

O mențiune specială trebuie făcută a lucrării „Cu privire la problema soluției generale a problemei tridimensionale a teoriei elasticității” (Tr. Școala Superioară de Construcții Navale, 1940, numărul 2), în care s-a prezentat posibilitatea unei extrem de S-a arătat mai întâi derivarea elegantă și simplă a soluției generale Papkovich-Neiber (acești autori înșiși și-au obținut relațiile folosind construcții destul de greoaie). Mai târziu aceleași și similare metode de construcție solutii generale probleme tridimensionale ale teoriei clasice a elasticității au fost folosite de A. I. Lurie.

ÎN anii postbelici, continuând să se implice activ în problemele de calcul și proiectare a structurilor și podurilor din beton armat (în special, apoi a publicat un articol amplu despre calculul podurilor suspendate, a fost unul dintre pionierii introducerii cimentului armat în practica construcțiilor), Vladimir Alekseevici acordă o atenție sporită problemelor de rezistență și distrugere a corpurilor în decor, caracteristice mecanicii moderne a fracturilor. În anii 50, el a subliniat importanța fundamentală a lucrării lui Griffiths, rolul dislocațiilor nu numai în mecanismul deformarii plastice, ci și în procesul de distrugere a corpurilor metalice și a reușit să caracterizeze calitativ principalele etape ale acestui proces. în același mod în care se face în literatura modernă(a se vedea, de exemplu, articolul său „Despre problema caracteristicilor procesului de distrugere a corpurilor” din colecție lucrări științifice LISI, 1958, numărul. 29), și a remarcat întotdeauna limitările fundamentale ale „teoriilor forței” clasice.

El a subliniat întotdeauna acest lucru în prelegerile sale despre rezistența materialelor. În procesul de predare a unui curs despre rezistența materialelor de mulți ani, s-a format punctul său de vedere original asupra acestui subiect: Vladimir Alekseevici a fost întotdeauna un oponent al ideii, destul de răspândită chiar și printre specialiști, conform căreia puterea materialele este ceva de genul „ fratele mai mic„teoria elasticității și teoria plasticității, o colecție de soluții simplificate la probleme care, într-o formulare mai precisă, servesc drept subiect al acestor teorii. El a luat în considerare rezistența materialelor stiinta independenta cu al meu principala problema, care este problema evaluării rezistenței unui corp sau a unei părți structurale. Cunoașterea câmpurilor de stres și deformare din organism este poate mai mult definiție precisă care este sarcina teoriei elasticității și a teoriei plasticității, în sine nu oferă nimic pentru rezolvarea acestei probleme de bază a rezistenței materialelor.

Acest punct de vedere își are originea, în esență, în anii 20 (în prima ediție a cărții sale deja menționate despre structurile din beton armat, Vladimir Alekseevici a scris că sarcina de calcul static al unei structuri are ca scop nu atât găsirea adevăratei tensiuni. valorile în ea, dar pentru a-i asigura puterea), a luat contur în mod clar mai târziu și a primit expresia sa deplină în „ Curs scurt rezistența materialelor”, publicată în două ediții (M.: Gostekhteoretizdat, 1958; M.: Nauka, 1978). Această carte se distinge prin interpretarea sa originală nu numai a problemei forței și distrugerii, ci și a multor alte probleme.

Fiind matematic persoană educată iar autorul mai multor studii despre teoria elasticității, Vladimir Alekseevici, în mod firesc, a reușit să livreze un curs despre fundamentele acestei științe, pe care l-a predat mulți ani la LISI, destul de accesibil studenților și, în același timp, la un nivel stiintific inalt. Experiența acestei învățături a servit ca bază pentru cartea sa „Curs de teoria elasticității și fundamentale ale teoriei plasticității” (L.: Universitatea de Stat din Leningrad, 1973).

În total, Vladimir Alekseevici a scris peste 50 de articole și patru cărți. Sunt nenumărate consultările pe care le-a dat inginerilor și oamenilor de știință de diverse profiluri și grade pe diverse probleme de calcul și proiectare a structurilor, pe probleme fundamentale ale științei rezistenței, teoria elasticității și mecanica corpurilor deformabile în general. S-a remarcat întotdeauna prin ascuțimea sa în pozare și prin marea aderență la principii în rezolvarea problemelor atât de inginerie, cât și pur științifice. În cadrul organizării Academiei de Construcții și Arhitectură a URSS, prof. V. A. Gastev a fost ales membru corespondent al acestuia.

Vladimir Alekseevich nu a evitat niciodată afacerile publice, în special, a fost adjunct al Consiliului orășenesc din Leningrad al celor două convocări ale sale, membru permanent al consiliului de administrație al filialei Leningrad a Organizației științifice și tehnice a industriei construcțiilor. Pentru servicii pentru dezvoltarea științei și munca pedagogică V. A. Gastev a acordat ordinul Lenin, a primit titlul de „Lucrător onorat al științei și tehnologiei RSFSR”.

În spatele reținerii exterioare a lui Vladimir Alekseevici se ascunde o mare bunăvoință: oricare dintre studenții sau angajații săi într-un moment dificil în muncă sau viață a primit sprijinul său deplin, cu excepția cazului în care dificultățile erau asociate cu vreo viață sau minciună științifică. Vladimir Alekseevici însuși a fost străin chiar și de urmele de minciună sub orice formă, există încă legende despre necompromisul său în știință și viață. El a fost un exemplu de om de știință și de om, un exemplu demn de a fi un model pentru studenții săi și studenții studenților săi.

Mulți profesori și oameni de știință excelenți au aparținut primei generații de angajați ai lui V. A. Gastev. Acesta este Boris Samsonovich Zavriev - un om de înaltă cultură, un metodolog excelent. El a alcătuit un manual privind rezistența materialelor, care a oferit o asistență neprețuită studenților timp de zeci de ani). De asemenea, Ph.D., profesor asociat Samuil Petrovici Vyazmensky, unul dintre pionierii calculului deformării tijelor cu pereți subțiri, a compilat manual metodologic curs în teoria elasticității, a lucrat la catedră până la pensionare, și-a donat-o biblioteca stiintifica). Nikolai Yakovlevich Panarin - Ph.D., conferențiar - și-a susținut teza de doctorat despre teoria fluajului betonului, după care s-a mutat la Departamentul de Structuri din beton armat ca șef). Iar candidat la științe tehnice, profesorul asociat Georgy Davidovich Vishnevetsky a dezvoltat teoria contracției și curgerii betonului, pornind de la fizica fenomenului, a plecat să lucreze la VZISI).

La scurt timp, A. A. Vakulenko, E. N. Baida și E. A. Beilin au avansat. August Alekseevich Vakulenko (absolvent LISI, student al lui V. A. Gastev), având cunoștințe vaste în domeniul matematicii și mecanicii și fiind un om de știință talentat, a avut o mare influență asupra atmosferei științifice a departamentului. În perioada petrecută la catedră, a obținut și a publicat în Academia de Științe a URSS rezultate importante privind aplicarea termodinamicii proceselor de neechilibru la medii inelastice. În anii 60 a plecat să lucreze la Universitatea de Stat din Leningrad, dar nu a pierdut niciodată legătura cu departamentul nostru (la Universitatea de Stat din Leningrad a devenit candidat, apoi doctor în științe fizice și matematice, a câștigat faima în cercurile științifice ale țării sale și din străinătate, și a primit titlul de laureat al Premiului de Stat al Federației Ruse pentru anul 2000). Eduard Nikolaevich Baida a absolvit școala absolventă la departamentul sub conducerea lui V. A. Gastev, a devenit candidat la științe și a lucrat ca profesor asistent. Interesele sale științifice erau în domeniul soluțiilor generale ale teoriei elasticității pentru un paralelipiped sub o sarcină arbitrară. Și-a publicat rezultatele sub forma a două broșuri (fără a număra articolele) și le-a susținut ca teză de doctorat. Pentru o scurtă perioadă de timp a devenit succesorul lui V. A. Gastev ca șef al departamentului. Apoi a condus departamentul de structuri din lemn și materiale plastice.

Începând cu anii 50, I. I. Tarasenko, M. A. Kozlovskaya, P. Ya Larichev, Z. P. Dityatyeva, I. B. Nitetskaya, E. A. Chikov au lucrat la departament. În anii 60-70, departamentul a primit completări în persoana lui V. P. Ilyin, V. D. Kharlab, I. A. Sharapan, V. S. Popugaev, G. B. Shashkin, I. V. Yakk, V. A Pavlov, V. I. Kilimov, E. V. Gutovsky, N. E. G. Grish, N. E. Lobanova, M. I. Pirogov, V. P. Gnyubkina, I. I. Turenko, O. B. Khaletskaya, N. B. Levchenko, A. A. Kotova, I. A. Kupriyanova. Mai târziu, T. A. Zhuravleva, L. M. Kagan-Rozentsveig și I. V. Anikina (ultimii doi sunt studenți ai departamentului) au devenit angajați ai departamentului.

În 1974-1998. Catedra a fost condusă de unul dintre studenții lui V. A. Gastev, doctor în științe tehnice, prof. V.P. Ilyin, specialist în domeniul teoriei shell-ului, autor a numeroase lucrări despre calculul conductelor. În perioada în care a condus departamentul, V.P Ilyin a devenit membru corespondent al RAASN, un lucrător onorat al științei și tehnologiei din Rusia.

Din 1998 până în 2011 Catedra de Rezistență a Materialelor a fost condusă de doctorul în științe tehnice, prof. V. D. Kharlab, specialist în mecanică continuum, autor al multor lucrări despre problemele de evaluare a rezistenței și teoria fluajului, inclusiv luarea în considerare a acumularii.

În 2011, departamentul a fost condus de doctorul în științe tehnice G. S. Shulman.