ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2017 Εισαγωγή στο Μάθημα Μηχανική των Υλικών Κώστας Γαλιώτης, καθηγητής Τμήμα Χημικών Μηχανικών galiotis@chemeng.upatras.gr Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 1
Χρονοδιάγραμμα 2017 Φεβρουάριος 2017 Εβδ Δ Τ Τ Π Π Σ Κ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1 η 20 21 22 23 24 25 26 2 η 27 28 Απρίλιος 2017 Εβδ Δ Τ Τ Π Π Σ Κ 6 η 1 2 7 η 3 4 5 6 7 8 9 Αργία 10 11 12 13 14 15 16 Αργία 17 18 19 20 21 22 23 8 η 24 25 26 27 28 29 30 Μάρτιος 2017 Εβδ Δ Τ Τ Π Π Σ Κ 2 η 1 2 3 4 5 3 η 6 7 8 9 10 11 12 4 η 13 14 15 16 17 18 19 5 η 20 21 22 23 24 25 26 6 η 27 28 29 30 31 Μάιος 2017 Εβδ Δ Τ Τ Π Π Σ Κ 9 η 1 2 3 4 5 6 7 10 η 8 9 10 11 12 13 14 11 η 15 16 17 18 19 20 21 12 η 22 23 24 25 26 27 28 13 η 29 30 31 1 2 3 4 Μάθημα Φροντιστήριο Πρόοδος Αργία
Είδη μηχανικής Έννοια Μέσο Μηχανική Υλικών Mηχανική Στερεό Ρευστό Ακαμπτο (μη παραμορφώσιμο) σώμα Παραμορφώσιμο σώμα Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 3
Ύλη μαθήματος Μηχανική των Υλικών: τμήμα των θετικών επιστημών που εξετάζει την ισορροπία (κίνηση με μηδενική ή σταθερή ταχύτητα) και την κίνηση των σωμάτων, κάτω από την επίδραση φορτίων (δυνάμεων). Μηχανική του άκαμπτου (μη παραμορφώσιμου) σώματος Στατική Δυναμική Μηχανική του παραμορφώσιμου σώματος Αντοχή Υλικών Θεωρία Ελαστικότητας Κινηματική Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 4
Συνιστώμενη Βιβλιογραφία Π.Α. Βουθούνης, Τεχνική Μηχανική, Εκδ. 2011. (ISBN: 978 960 85431 7 1) F.P. Beer, E.R. Johnston Jr, J. T. DeWolf, D.F. Mazurek Μηχανική των Υλικών (Μεταφρ.), Εκδ. Τζιόλα, 2012 (ISBN: 978 960 418 381 4) Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 5
Περιεχόμενα (νέο ΠΣ) (1/3) Α. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΚΗΣ (Μη Παραμορφώσιμα Σώματα) 1. Εισαγωγή Έννοια της δύναμης. Γραφική και αναλυτική σύνθεση δυνάμεων. Ισορροπία δυνάμεων. Ροπή. Ισορροπία στερεού σώματος και εξισώσεις ισορροπίας. 2. Δικτυώματα Στοιχεία διανυσματικού λογισμού. Πράξεις διανυσμάτων. Κριτήρια ισοστατικότητας. Εξισώσεις ισορροπίας. Μέθοδος κόμβων. Μέθοδος τομών. 3. Διαγράμματα Ν, Q, Μ Είδη φορέων και τρόπος στήριξής τους. Υπολογισμός αντιδράσεων. Εντατική κατάσταση δοκού. Αξονική τέμνουσα. Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 6
Περιεχόμενα (νέο ΠΣ) (2/3) Β. ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ (Παραμορφώσιμα Σώματα) 4. Εισαγωγή στην Αντοχή Υλικών Αξονική επίπεδη, χωρική εντατική κατάσταση. Τανυστική προσέγγιση εντατικής κατάστασης. Μαθηματικές ελαστικές σταθερές. Γενικευμένος Νόμος Hooke. Σχέση ελαστικών σταθερών με τεχνικές σταθερές (μέτρα Young και Poisson). Τάσεις σε πλάγιες τομές. Αρχή της επαλληλίας. Μηχανική απόκριση μεταλλικών, κεραμικών και πολυμερικών υλικών. 5. Θραύση, Πλαστική Διαρροή και Κόπωση Υλικών Αστοχία σε εφελκυσμό και θλίψη υλικών. Βασικές αρχές της θραυστομηχανικής. Η έννοια πλαστικής διαρροής. Μοντέλα πλαστικής διαροής. Έννοια της κόπωσης υλικών. Καμπύλες και μοντέλλα κόπωσης. 6. Θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις Επίδραση των θερμικών τάσεων. Μεταβολή όγκου σε αξονική καταπόνηση. Θερμική διαστολή και υπολογισμός τάσεων σε διάφορες θερμοκρασίες. Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 7
Περιεχόμενα (νέο ΠΣ) (3/3) Β. ΑΝΤΟΧΗ ΥΛΙΚΩΝ (Παραμορφώσιμα Σώματα) Συνέχεια 7. Κάμψη και Στρέψη Καθαρή, Γενική κάμψη. Κέντρα βάρους, ροπές αδράνειας. Βασικοί τύποι κάμψης. Διάτμηση στην κάμψη και κύριες τάσεις. Στρέψη λεπτότοιχων φορέων. Στρέψη ράβδου κυκλικής διατομής. Στατικά αόριστα προβλήματα στρέψης. 8. Λεπτότοιχα δοχεία πίεσης Περιγραφή λεπτότοιχων δοχείων πίεσης, κυλινδρικά δοχεία (αστοχία, παραμορφώσεις, μεταβολή όγκου), σφαιρικά δοχεία (προσδιορισμός τάσεων, παραμορφώσεις). Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 8
Σκοποί Ενότητας Α Να αντιληφθούν οι φοιτητές τις βασικές αρχές της Στατικής. Να εξοικειωθούν με τις έννοιες της τάσης και της παραμόρφωσης. Να είναι σε θέση να διατυπώσουν τις εξισώσεις ισορροπίας μιας κατασκευής και να σχεδιάζουν το Δ.Ε.Σ. Να εξοικειωθούν με τα διαφορετικά είδη φόρτισης. Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 9
Σκοποί Ενότητας B Να αντιληφθούν οι φοιτητές τις βασικές αρχές της Αντοχής των Υλικών. Να αντιλαμβάνονται τις διαφορές στη μηχανική απόκριση μεταλλικών, κεραμικών και πολυμερικών υλικών. Να εξοικειωθούν με τις έννοιες της θραύσης, πλαστικής διαρροής και κόπωσης υλικών. Να υπολογίζουν τις θερμικές τάσεις και παραμορφώσεις. Να εφαρμόζουν τα ως άνω σε προβλήματα κάμψης και στρέψης σε διατάξεις του χημικού μηχανικού όπως είναι τα λεπτότοιχα δοχεία πίεσης. Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 10
Τέλος Ενότητας Εισαγωγή/ Μηχανική Υλικών 11