––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––
––––––––––––––––––
––––––––––––––––––––––––––––
MECHANIKA TECHNICZNA
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
1. STATYKA I WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW
––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
WSTĘP .......................................................................................................7
WYMAGANIA EDUKACYJNE ....................................................................8
STATYKA
I. WPROWADZENIE DO MECHANIKI TECHNICZNEJ..............................9
1. PODZIAŁ MECHANIKI .............................................................................................9
2. MODELE CIAŁ RZECZYWISTYCH........................................................................9
3. WAŻNIEJSZE WIELKOŚCI MECHANICZNE I JEDNOSTKI KŁADU SI UŻYWANE W MECHANICE TECHNICZNEJ ........................................................9
II. OGÓLNE WIADOMOŚCI O SIŁACH........................................................9
1. SPOSOBY PRZEDSTAWIANIA SIŁY W MECHANICE ........................................9
2. POJĘCIE SIŁY I JEJ PODZIAŁ.................................................................................10
3. OBLICZANIE CIĘŻARU CIAŁA .............................................................................10
4. WIĘZY I ICH REAKCJE ...........................................................................................11
III. ZASADY STATYKI..................................................................................11
IV. ZBIEŻNY UKŁAD SIŁ..............................................................................12
1. WYKREŚLNE SKŁADANIE SIŁ ZBIEŻNYCH NA PŁASZCZYŹNIE ................12
2. ANALITYCZNE SKŁADANIE SIŁ ZBIEŻNYCH ..................................................13
3. WARUNKI RÓWNOWAGI PŁASKIEGO ZBIEŻNEGO UKŁADU SIŁ ...............15
V. MOMENT SIŁY WZGLĘDEM PUNKTU. MOMENT GŁÓWNY...............17
1. POJĘCIE MOMENTU SIŁY I JEGO CECHY .........................................................17
2. MOMENT GŁÓWNY. TWIERDZENIE O MOMENCIE GŁÓWNYM SIŁ ZBIEŻNYCH ..............................................................................................................18
VI. PŁASKI UKŁAD SIŁ ................................................................................18
1. SKŁADANIE DOWOLNEGO UKŁADU SIŁ ..........................................................18
2. SKŁADANIE PŁASKIEGO UKŁADU SIŁ RÓWNOLEGŁYCH ...........................21
3. ANALITYCZNE WARUNKI RÓWNOWAGI DOWOLNEGO PŁASKIEGO UKŁADU SIŁ .............................................................................................................22
4. WYKREŚLNE WARUNKI RÓWNOWAGI DOWOLNEGO PŁASKIEGO UKŁADU SIŁ .............................................................................................................23
VII. WYZNACZANIE REAKCJI BELEK PROSTYCH.....................................24
1. ANALITYCZNE WYZNACZANIE REAKCJI BELEK PROSTYCH ....................24
2. WYKREŚLNE WYZNACZANIE REAKCJI BELEK PROSTYCH ........................25
VIII. ŚRODEK CIĘŻKOŚCI ............................................................................26
1. OKREŚLANIE ŚRODKA CIĘŻKOŚCI POWIERZCHNI .......................................26
2. WSPÓŁRZĘDNE ŚRODKA CIĘŻKOŚCI POWIERZCHNI ...................................27
3. TWIERDZENIA UŁATWIAJĄCE WYZNACZANIE ŚRODKA CIĘŻKOŚCI FIGUR PŁASKICH ....................................................................................................27
4. MOMENT STATYCZNY POLA PRZEKROJU WZGLĘDEM DOWOLNEJ OSI..28
IX. TARCIE ...................................................................................................34
1. TARCIE ŚLIZGOWE NA PŁASZCZYŹNIE POZIOMEJ .......................................34
2. TARCIE NA RÓWNI POCHYŁEJ ............................................................................36
3. TARCIE PRZY TOCZENIU ......................................................................................36
X. ZADANIA DO PRACY DOMOWEJ .........................................................38
XI. PYTANIA KONTROLNE .........................................................................40
XII. ZADANIA KONTROLNE .........................................................................41
WYTRZYMAŁOŚĆ MATERIAŁÓW
I. WIADOMOŚCI WPROWADZAJĄCE .....................................................45
1. MODELE CIAŁ RZECZYWISTYCH .......................................................................45
2. CELE WYTRZYMAŁOŚCI MATERIAŁÓW ..........................................................45
3. RODZAJE OBCIĄŻEŃ I ODKSZTAŁCEŃ .............................................................45
4. NAPRĘŻENIA I ICH RODZAJE. OBLICZANIE NAPRĘŻEŃ ..............................46
5. ANALIZA NAPRĘŻEŃ W PRZEKROJACH PROSTOPADŁYCH DO OSI W PRĘTACH ROZCIĄGANYCH .................................................................................47
6. WYKRES ROZCIĄGANIA (PRÓBA ROZCIĄGANIA) .........................................48
7. WPŁYW TEMPERATURY NA ROZCIĄGANIE ....................................................50
8. PRÓBA ŚCISKANIA .................................................................................................50
9. NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE ...........................................................................51
II. WYTRZYMAŁOŚĆ NA ROZCIĄGANIE I ŚCISKANIE ...........................52
1. WARUNKI WYTRZYMAŁOŚCIOWE NA ROZCIĄGANIE I ŚCISKANIE ..........52
2. OBLICZANIE PRĘTÓW NARAŻONYCH NA ROZCIĄGANIE I ŚCISKANIE ....52
III. WYTRZYMAŁOŚĆ NA ŚCINANIE .........................................................53
1. PRZEBIEG ŚCINANIA ..............................................................................................53
2. MODUŁ SPRĘŻYSTOŚCI POSTACIOWEJ (POPRZECZNEJ) ..............................53
3. WARUNEK WYTRZYMAŁOŚCIOWY NA ŚCINANIE .........................................54
IV. ZGINANIE BELEK ..................................................................................55
10. UWAGI WSTĘPNE ...................................................................................................55
11. OKREŚLANIE MOMENTÓW ZGINAJĄCYCH I SIŁ TNĄCYCH W BELCE......56
12. ANALITYCZNE WYZNACZANIE MOMENTÓW ZGINAJĄCYCH I SIŁ TNĄCYCH BELEK PROSTYCH .............................................................................57
13. WYKREŚLNE WYZNACZANIE MOMENTÓW ZGINAJĄCYCH BELKI PROSTEJ ....................................................................................................................62
14. NAPRĘŻENIA PRZY CZYSTYM ZGINANIU ........................................................64
V. MOMENTY BEZWŁADNOŚCI FIGUR PŁASKICH .................................65
15. WPŁYW KSZTAŁTU PRZEKROJU NA WYTRZYMAŁOŚĆ ELEMENTU PODCZAS ZGINANIA ..............................................................................................65
16. RODZAJE MOMENTÓW BEZWŁADNOŚCI I ICH DEFINICJE ..........................65
17. MOMENTY BEZWŁADNOŚCI FIGUR WZGLĘDEM OSI I BIEGUNA UKŁADU WSPÓŁRZĘDNYCH .................................................................................................66
18. TWIERDZENIE STEINERA .....................................................................................68
19. WSKAŹNIK WYTRZYMAŁOŚCI PRZEKROJU NA ZGINANIE ........................68
VI. WYTRZYMAŁOŚĆ BELEK NA ZGINANIE .............................................69
1. WARUNEK WYTRZYMAŁOŚCIOWY NA ZGINANIE ........................................70
2. NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE NA ZGINANIE .................................................70
3. OBLICZANIA BELEK NA ZGINANIE ....................................................................70
VII. LINIA UGIĘCIA I STRZAŁKA UGIĘCIA BELKI ......................................71
VIII. SKRĘCANIE ...........................................................................................72
20. MOMENT SKRĘCAJĄCY I JEGO WYKRES .........................................................73
21. ZALEŻNOŚĆ MIĘDZY MOMENTEM SKRĘCAJĄCYM, PRZENOSZONĄ MOCĄ ORAZ PRĘDKOŚCIĄ OBROTOWĄ ..........................................................73
22. NAPRĘŻENIA W PRĘTACH SKRĘCANYCH .......................................................73
23. WSKAŹNIK WYTRZYMAŁOŚCI PRZEKROJU NA SKRĘCANIE WAŁU I JEGO OBLICZANIE ............................................................................................................73
24. WARUNEK WYTRZYMAŁOŚCIOWY WAŁU NA SKRĘCANIE .......................74
25. KĄT SKRĘCENIA WAŁU. WARUNEK SZTYWNOŚCI ......................................74
26. OBLICZANIE WAŁÓW NA SKRĘCANIE .............................................................75
IX. WYTRZYMAŁOŚĆ ZŁOŻONA ..............................................................76
27. ZGINANIE POŁĄCZONE Z ROZCIĄGANIEM LUB ŚCISKANIEM ..................76
1. ZGINANIE POŁĄCZONE ZE SKRĘCANIEM ........................................................77
X. WYBOCZENIE ........................................................................................78
28. WARTOŚĆ SIŁY KRYTYCZNEJ ............................................................................79
29. SMUKŁOŚĆ PRĘTA .................................................................................................79
30. METODY SPRAWDZANIA PRĘTÓW ŚCISKANYCH NA WYBOCZENIE .......80
XI. NACISK POWIERZCHNIOWY ...............................................................83
XII. WYTRZYMAŁOŚĆ ZMĘCZENIOWA .....................................................84
31. RODZAJE OBCIĄŻEŃ I NAPRĘŻEŃ W WYTRZYMAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ......................................................................................................84
32. RODZAJE WYTRZYMAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ ..............................................85
33. NAPRĘŻENIA DOPUSZCZALNE W WYTRZYMAŁOŚCI ZMĘCZENIOWEJ...85
XIII. ZADANIA DO PRACY DOMOWEJ .........................................................87
XIV. PYTANIA KONTROLNE .........................................................................88
XV. ZADANIA KONTROLNE .........................................................................89
XVI. LITERATURA .........................................................................................92
Publikację opracowano na podstawie programu nauczania 21 15 / T-5, T-3, SP / MEN / 1998.04.16 z uwzględnieniem podstaw programowych kształcenia w zawodzie technik mechanik pojazdów samochodowych.
Poleca się te materiały m.in. dla uczniów technikum i szkoły policealnej – specjalizacja: obsługa i naprawa pojazdów samochodowych.
Mechanika techniczna jest jednym z najważniejszych przedmiotów występujących w szkołach średnich o profilu technicznym. Bowiem umiejętności, jakie zostaną nabyte w tym przedmiocie są wykorzystywane w dalszym ciągu nauki w takich przedmiotach jak Podstawy konstrukcji maszyn, Podstawy eksploatacji maszyn, Maszynoznawstwo ogólne czy w przedmiotach specjalistycznych.
Mechanika techniczna w postaci tego skryptu szkolnego, jest próbą zwięzłego ujęcia najważniejszych problemów. Jednocześnie wdraża do logicznego rozumowania przy opanowaniu nowych zagadnień w oparciu o podstawowe zasady, twierdzenia i założenia mechaniki.
W tym opracowaniu zostały pominięte te rozdziały, które zdaniem autora są mniej ważne lub można je poznać dość łatwo z innych publikacji. Szczególnie godna polecenia jest pozycja nr 7 podana na końcu niniejszego opracowania.
W związku z trudnym i teoretycznym materiałem tego przedmiotu, zawarto wiele ćwiczeń, które pokazują jak praktycznie rozwiązywać problemy z tej dziedziny oraz jaki jest tok postępowania przy rozwiązywaniu typowych zadań z mechaniki.
Publikacja ta została opracowana z myślą o uczniach, którzy chcą poznać podstawy zagadnień poruszanych w ramach przedmiotu Mechanika techniczna i mają trudności w przyswojeniu wiedzy w tym zakresie. Pomocne będą również pytania i zadania kontrolne umieszczone na końcu skryptu, które powinien również uwzględniać nauczyciel przy sprawdzaniu wiedzy uczniów.
Podano także przykłady prac domowych, które koniecznie należy wykonywać, gdyż pozwalają stwierdzić czy nabyte zostały samodzielne umiejętności praktyczne.
Do tej publikacji dołączono także płytę CD z różnymi programami, m.in. do obliczeń niektórych zadań zawartych w tym skrypcie.
...
pedagog107