Wytrzymałość materiałów jest dziedziną nauki ściśle związaną z techniką. Rozważane są w niej metody obliczeń układów konstrukcyjnych i maszyn.
Podstawy teoretyczne wytrzymałości materiałów tworzą teorie sprężystości i plastyczności, które są z kolei jednym z działów fizyki ciała stałego. Nie ma dokładnego rozgraniczenia zadań wytrzymałości materiałów i teorii sprężystości (lub plastyczności). Różnica polega przede wszystkim na metodach rozwiązywania zadań. Teoria sprężystości (lub plastyczności) operuje ścisłymi metodami fizyki matematycznej. Rozwiązania wytrzymałości materiałów natomiast są prostsze rachunkowo, co uzyskuje się przez przyjęcie dodatkowych założeń.
Podręcznik niniejszy zawiera wiadomości podstawowe oraz szczegółowe rozwiązania dla układów prętowych.
Umieszczenie na początku podręcznika wiadomości podstawowych, stanowiących elementy teorii sprężystości, pozwoliło na przejrzyste usystematyzowanie materiału oraz wydzielenie założeń wytrzymałości materiałów.
Poszczególne zagadnienia zostały zilustrowane przykładami oraz zestawieniem zadań (z odpowiedziami) do ćwiczeń samodzielnych. Układ treści oraz dobór zadań dostosowany jest do programu i potrzeb wydziałów: budownictwa lądowego i budownictwa wodnego politechnik.
Z zagadnień nieobjętych programem studiów podręcznik zawiera podstawy teorii prętów cienkościennych.
Warto podkreślić, że do głębokiego zrozumienia zagadnień wytrzymałości materiałów konieczne są szersze wiadomości z zakresu teorii sprężystości i plastyczności.
W rozdziale 10 wprowadzono metodę przemieszczeń w postaci przystosowanej do utworzenia programu komputerowego obliczającego belki na sprężystym podłożu. Postępowanie to można również określić jako metodę elementów skończonych. W opracowaniu tego rozdziału brał udział dr inż. Czesław Branicki.
Niniejsze wydanie zostało poprawione i uzupełnione. W przygotowaniu obecnej wersji podręcznika istotny był udział dr. inż. Jarosława Górskiego.
Z tym podręcznikiem bardzo blisko związany jest zbiór zadań ?Wytrzymałość materiałów. Zadania" opracowany przez zespół pracowników Katedry Mechaniki Budowli pod kierunkiem prof. Czesława Szymczaka.
W bibliografii oprócz tego zbioru zadań podano kilka innych podręczników. Książka S. Piechnika wyróżnia się silnym akcentem położonym na wiadomości podstawowe z zakresu teorii sprężystości i plastyczności.
Spis treści:
WSTĘP
1. WIADOMOŚCI PODSTAWOWE
1.1. Przedmiot i zadania wytrzymałości materiałów
1.2. Założenia ogólne
1.3. Przestrzenny stan naprężeń
1.4. Płaski stan naprężeń
1.5. Stan odkształceń
1.6. Związki fizyczne liniowej teorii sprężystości
1.7. Siły wewnętrzne przekroju poprzecznego pręta. Zagadnienia wytrzymałości materiałów
2. ROZCIĄGANIE-ŚCISKANIE
2.1. Założenia, Wzory podstawowe. Stałe materiałowe
2.2. Zagadnienie bezpieczeństwa konstrukcji
2.3. Odkształcenia termiczne
2.4. Koncentracja naprężeń
3. OBLICZANIE NIEKTÓRYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH
3.1. Połączenia nitowane
3.2. Połączenia spawane
3.3. Połączenia ciesielskie
4. SKRĘCANIE SWOBODNE
4.1. Pręty o przekroju kołowym
4.2. Pręty o niekołowych przekrojach poprzecznych
4.3. Pręty cienkościenne o przekroju zamkniętym
5. ZGINANIE
5.1. Momenty figur płaskich
5.2. Zginanie czyste
5.3. Zginanie ze ścinaniem
5.4. Naprężenia prostopadłe do osi belki
5.5. Obliczanie belek złożonych
5.6. Trajektorie naprężeń głównych. Linie izokliniczne
6. ENERGIA POTENCJALNA ODKSZTAŁCENIA SPRĘŻYSTEGO
6.1. Twierdzenie Clapeyrona
6.2. Energia właściwa odkształcenia sprężystego
6.3. Energia potencjalna rozciągania-ściskania, skręcania, zgmaniai ścinania
6.4. Twierdzenie Castigliano
6.5. Zasada pracy wirtualnej odkształcalnych układów prętowych
7. HIPOTEZY WYTRZYMAŁOŚCIOWE. BADANIE WYTRZYMAŁOŚCI W ZŁOŻONYN STANIE NAPRĘŻENIA
7.1. Hipotezy wytrzymałościowe
7.2. Stosowanie hipotez wytrzymałościowych w złożonym stanie naprężeń
8. MIMOŚRODOWE ROZCIĄGANIE (ŚCISKANIE)
8.1. Naprężenia
8.2. Rdzeń przekroju
8.3. Momenty rdzeniowe
8.4. Mimośrodowe ściskanie przy wyłączeniu strefy rozciąganej
8.5. Pręty zespolone
9. LINIA UGIĘCIA BELKI ZGINANEJ
9.1. Równanie różniczkowe linii ugięcia
9.2. Metoda Eulera (metoda całkowania bezpośredniego)
9.3. Metoda obciążeń wtórnych
9.4. Wpływ sił tnących na ugięcie belki zginanej
9.5. Metoda energetyczna
10. BELKI NA SPRĘŻYSTYM PODŁOŻU
10.1. Równanie belki na sprężystym podłożu
10.2. Zastosowanie metody przemieszczeń
11. PRĘTY ZAKRZYWIONE
11.1. Pręty silnie zakrzywione
12. SKRĘCANIE SKRĘPOWANE PRĘTÓW CIENKOŚCIENNYCH O PRZEKROJU OTWARTYM
12.1. Założenia. Związki podstawowe
12.2. Wyznaczanie środka skręcania i głównych charakterystycznych wielkości wycinkowych
12.3. Całkowanie podstawowego równania różniczkowego
12.4. Uproszczone równanie różniczkowe skręcania nieswobodnego
12.5. Ogólny przypadek obciążenia pręta cienkościennego
13. CIĘGNA
13.1. Działanie ciężaru własnego
13.2. Działanie dowolnego obciążenia pionowego
13.3. Wpływ odkształcenia cięgna, temperatury i przemieszczeń podpór
14. ELEMENTY TEORII PLASTYCZNOŚCI. NOŚNOŚĆ PRZEKROJU POPRZECZNEGO
14.1. Modele ciał plastycznych
14.2. Jednoosiowe stany naprężeń
14.3. Złożone stany naprężeń
14.4. Nośność graniczna prostych układów prętów pracujących na rozciąganie-ściskanie
15. ZAGADNIENIA STATECZNOŚCI
15.1. Pojęcie stateczności
15.2. Stateczność pręta sprężystego
15.3. Wyboczenie poza granicą proporcjonalności
15.4. Wpływ sił tnących na wielkość siły krytycznej
15.5. Pręty mające wstępne wygięcie oraz pręty obciążone mimośrodowo
15.6. Pręty ściskane, obciążone poprzecznie
15.7. Wymiarowanie prętów ściskanych
15.8. Metody przybliżone wyznaczania sił krytycznych
15.9. Stateczność płaskiej postaci zginania
15.10. Stateczność pręta cienkościennego przy ściskaniu osiowym
16. WPŁYW CZASU NA WŁASNOŚCI WYTRZYMAŁOŚCIOWE MATERIAŁÓW
16.1. Pojęcia ogólne
16.2. Modele reologiczne
LITERATURA
