Опір матеріалів

Механіка суцільних середовищ
BernoullisLawDerivationDiagram.svg


О́пір матеріа́лів — наука про інженерні методи розрахунку на міцність, жорсткість і стійкість елементів конструкцій, машин і споруд. Опір матеріалів відноситься до фундаментальних дисциплін загальноінженерної підготовки фахівців з вищою технічною освітою.

Це перша дисципліна, що встановлює зв'язок між фундаментальними науковими дисциплінами (фізика, вища математика і теоретична механіка) і прикладними задачами та методами їхнього розв'язку, котрі виникають при проектуванні машин і механізмів, цивільних і промислових споруд, мостів, ліній електропередач, літальних апаратів і реактивної техніки. Практично всі спеціальні дисципліни підготовки інженерів за різними спеціальностями містять розділи курсу опору матеріалів, оскільки створення працездатної нової техніки неможливе без аналізу і оцінки її міцності, жорсткості і стійкості.

Завдання дисципліни та об'єкт вивчення

Модель поведінки стрижня (балки) під дією навантаження

Завданням опору матеріалів, як одного з предметів прикладної механіки, що ґрунтується на положеннях механіки деформівного твердого тіла є розрахунок на міцність через визначення деформацій і напружень в твердому пружному тілі, яке піддається силовій або тепловій дії.

Типовими задачами розрахунків на міцність є:

  • задача аналізу (перевірка міцності та жорсткості): при заданих навантаженнях визначити напруження і деформації та перевірити, чи не перевищують вони допустимих значень;
  • задача синтезу (проектувальні розрахунки): підбір матеріалів та визначення розмірів елементів конструкцій при заданих навантаженнях;
  • розрахунок вантажопідйомності: при заданих параметрах конструкції визначення граничних або руйнівних навантажень.

Це ж завдання серед інших розглядається в курсі теорії пружності. Проте методи розв'язку цієї загальної задачі в цих курсах істотно відрізняються один від одного. Опір матеріалів вирішує її головним чином для бруса (стрижня, балки чи вала), базуючись на низці гіпотез геометричного та фізичного характеру. Такий метод дозволяє отримати, хоч і не у всіх випадках достатньо прості але цілком точні формули для обчислення напружень чи деформацій. В опорі матеріалів до брусів можуть бути віднесені і такі будівельні конструкції, як багатометрові колони будівель, балки перекриття, пояси, стійки і розкоси ферм, та (для порівняння) голка побутової швейної машини.

Тому, об'єктом вивчення в опорі матеріалів є напружено-деформований стан і роботоздатність конструкцій та її елементів, форма яких може бути приведена до форми бруса (стрижня, балки вала).

Як правило, саме через оцінний характер результатів, що одержуються за допомогою математичних моделей цієї дисципліни, при проектуванні реальних виробів всі міцнісні характеристики матеріалів чи розміри конструкцій вибираються з суттєвим запасом (у декілька разів відносно результату, отриманого при розрахунках, але зазвичай не більше, ніж в 9 разів).

інші мови
čeština: Pevnost (fyzika)
suomi: Lujuusoppi
Gaeilge: Righneas
Bahasa Indonesia: Kekuatan bahan
日本語: 材料力学
한국어: 재료역학
Nederlands: Sterkteleer
norsk nynorsk: Fastleikslære
srpskohrvatski / српскохрватски: Nauka o čvrstoći
Simple English: Strength of materials
slovenščina: Trdnost
Türkçe: Mukavemet
Tiếng Việt: Sức bền vật liệu
中文: 材料力学