1. Bab i Elastisitas Terjemahan

download 1. Bab i Elastisitas Terjemahan

of 59

  • date post

    19-Jul-2015
  • Category

    Documents

  • view

    348
  • download

    1

Embed Size (px)

Transcript of 1. Bab i Elastisitas Terjemahan

ELASTISITASTeori, Aplikasi, dan numeric

MARTIN H. SADD Profesor, Universitas Rhode Island Departemen Teknik Mesin dan Mekanika Terapan Kingston, Rhode Island

AMSTERDAM. BOSTON. HEIDELBERG. LONDON. NEW YORK PARIS OXFORD SAN DIEGO SAN FRANCISCO SINGAPURA TOKYO SYDNEY Elsevier Butterworth-Heinemann 200 Wheeler Road, Burlington, MA 01803, USA Linacre House, Jordan Hill, Oxford Inggris OX2 8DP, Hak Cipta # 2005, Elsevier Inc All rights reserved. Tidak ada bagian dari publikasi ini yang boleh direproduksi, disimpan dalam sistem pencarian, atau ditransmisikan dalam bentuk apapun atau dengan cara apapun, elektronik, mekanik, fotokopi, rekaman, atau sebaliknya, tanpa izin tertulis dari penerbit. Perizinan dapat dicari langsung dari Elsevier's Sains & Teknologi Hak Departemen di Oxford, UK: telepon: (44) 1865 843830, fax: (44) 1865 853333, e-mail: permissions@elsevier.com.uk. Anda juga dapat menyelesaikan permintaan Anda on-line melalui situs Elsevier (http://www.elsevier.com), dengan memilih''Pelanggan Dukungan''kemudian''Mendapatkan Permissions.'' Menyadari pentingnya melestarikan apa yang telah ditulis, Elsevier mencetak buku pada kertas bebas asam bila memungkinkan. Data Perpustakaan Kongres dalam Katalog-Publikasi ISBN 0-12-605811-3 British Library Katalog-in-Publikasi Data Sebuah catatan katalog untuk buku ini tersedia dari Perpustakaan British. (Aplikasi diajukan) Untuk informasi mengenai semua publikasi Butterworth-Heinemann kunjungi situs Web kami di www.bh.com 04 05 06 07 08 09 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Dicetak di Amerika Serikat 1

Kata pengantarTeks ini adalah hasil dari catatan kuliah yang saya gunakan dalam mengajar urutan dua-kursus dalam teori elastisitas. Bagian I dari teks ini dirancang terutama untuk kursus pertama, biasanya diambil dengan awal mahasiswa pascasarjana dari berbagai disiplin ilmu teknik. Tujuan dari kursus pertama adalah untuk memperkenalkan pada siswa terhadap teori dan formulasi dan menghadirkan solusi untuk beberapa masalah dasar. Dengan cara ini, siswa melihat bagaimana dan mengapa model elastisitas lebih mendasar deformasi harus mengganti kekuatan dasar analisis bahan. Kursus pertama juga memberikan landasan untuk studi lebih lanjut di daerah terkait mekanika padat. bahan lebih canggih termasuk dalam Bagian II biasanya digunakan untuk kursus kedua yang diambil oleh mahasiswa tahun ketiga dan kedua. Namun, bagian-bagian tertentu dari bagian kedua dapat dengan mudah diintegrasikan ke dalam kursus pertama. Jadi apa pembenaran entri saya yang lain teks dalam bidang elastisitas? Selama bertahun-tahun, saya telah mengajar di teknik material ini beberapa sekolah AS, industri terkait, dan instansi pemerintah. Selama waktu ini, teori dasar tetap sama, namun, perubahan dalam pemecahan masalah penekanan, aplikasi penelitian, numerik / metode komputasi, rekayasa dan pedagogi pendidikan telah menciptakan kebutuhan untuk pendekatan baru untuk subjek. Penulis telah menemukan bahwa judul buku saat ini umumnya kurang presentasi ringkas dan terorganisir teori, format yang tepat untuk digunakan pendidikan, aplikasi signifikan di daerah kontemporer, dan antarmuka numerik untuk membantu memahami dan mengembangkan solusi. Presentasi elastisitas dalam buku ini mencerminkan kata-kata yang digunakan dalam judul-Teori, Aplikasi dan numeric. Karena teori menyediakan landasan dasar bidang ini, penting untuk pertama-tama memberikan pengembangan teoritis suara elastisitas dengan ketelitian yang cukup untuk memberikan siswa dasar yang baik untuk pengembangan solusi untuk kelas macam masalah. Pengembangan teoritis dilakukan secara terorganisir dan ringkas agar tidak kehilangan perhatian siswa kurang-matematis atau cenderung fokus aplikasi. Dengan tujuan utama dari pemecahan masalah kepentingan rekayasa, teks ini menawarkan berbagai aplikasi di daerah kontemporer, termasuk bahan anisotropik komposit dan fungsional dinilai, mekanika fraktur, pemodelan micromechanics, masalah thermoelastic, dan computational metode elemen hingga dan batas. Banyak contoh soal diselesaikan dan latihan termasuk dalam semua bab. Apa yang mungkin aspek yang paling unik dari teks adalah penggunaan terpadu numeric. Dengan mengambil pendekatan bahwa aplikasi teori perlu diamati melalui perhitungan dan tampilan grafis, numeric dicapai melalui menggunakan v dari MATLAB, salah satu paket yang paling populer rekayasa perangkat lunak. Perangkat lunak ini digunakan di seluruh teks untuk aplikasi seperti: transformasi tegangan dan regangan, evaluasi dan perbandingan merencanakan distribusi stres dan perpindahan, perhitungan elemen hingga, dan membuat antara kekuatan bahan, dan solusi elastisitas analitis dan numerik. Dengan evaluasi numerik dan grafis, masalah aplikasi menjadi lebih menarik dan bermanfaat untuk belajar siswa.

2

Isi TeksBuku ini dibagi menjadi dua bagian utama, yang pertama menekankan rincian formulasi dan aplikasi elemen-militer. Bab 1 menyediakan latar belakang matematika untuk perumusan elastisitas melalui review dari skalar, vektor, dan tensor teori lapangan. Indeks notasi tensor kartesian diperkenalkan dan digunakan di seluruh bagian perumusan buku. Bab 2 meliputi analisis regangan dan perpindahan dalam konteks teori deformasi kecil. Konsep kompatibilitas regangan juga disajikan dalam bab ini. Pasukan, menekankan, dan keseimbangan dikembangkan dalam Bab 3. Bahan perilaku elastis linier yang mengarah ke hukum Hook umum adalah dibahas dalam Bab 4. Bab ini juga mencakup diskusi singkat tentang bentuk konstitutif non-homogen, anisotropik, dan thermoelastic. Kemudian bab lebih lengkap menyelidiki bahan anisotropik dan thermoelastic. Bab 5 mengumpulkan persamaan diturunkan sebelumnya dan merumuskan masalah nilai batas dasar teori elastisitas. Pemindahan dan formulasi stres dibuat dan strategi solusi umum disajikan. Ini merupakan bab yang penting bagi siswa untuk menempatkan teori bersama-sama. Bab 6 menyajikan energi regangan dan prinsip-prinsip yang terkait termasuk teorema timbal balik, kerja virtual, dan energi potensial dan gratis minimum. formulasi Duadimensi plane strain, plane stress, dan regangan anti-pesawat diberikan dalam Bab 7. Sebuah set luas solusi untuk masalah dua dimensi tertentu ini kemudian dipresentasikan pada Bab 8, dan berbagai aplikasi MATLAB-but merupakan digunakan untuk menunjukkan hasil. solusi analitik adalah lanjutan dalam Bab 9 untuk perpanjangan Saint-Venant, torsi, dan masalah lentur. Materi dalam Bagian I menyediakan inti untuk kursus awal semester satu suara di elastisitas dikembangkan secara logis dan teratur. Dipilih bagian dari bagian kedua buku ini juga dapat dimasukkan dalam seperti kursus dimulai.

Bagian II dari teks meneruskan studi ke topik yang lebih maju biasanya tercakup dalam kursus kedua pada elastisitas. Metode yang kuat variabel kompleks untuk masalah pesawat disajikan di Bab 10, dan beberapa aplikasi mekanika fraktur diberikan. Bab II memperluas teori isotropic sebelumnya ke dalam perilaku padatan anisotropik dengan penekanan untuk bahan komposit. Ini adalah sebuah aplikasi yang penting, dan, sekali lagi, contoh-contoh yang berkaitan dengan mekanika fraktur disediakan. Pengantar thermoelasticity dikembangkan dalam Bab 12, dan beberapa masalah aplikasi spesifik yang dibahas, termasuk konsentrasi tegangan dan masalah retak. metode Potensi termasuk potensi perpindahan dan fungsi stres disajikan dalam Bab 13. Metode ini digunakan untuk mengembangkan beberapa solusi elastisitas tiga-dimensi. Bab 14 menyajikan koleksi unik aplikasi elastisitas untuk masalah yang melibatkan pemodelan micromechanics. Termasuk dalam bab ini adalah aplikasi untuk pemodelan dislokasi, menyatakan stres tunggal, padat dengan retak didistribusikan, dan micropolar, void didistribusikan, dan doublet teori mekanika. Bab terakhir 15 memberikan pengenalan singkat dengan metode numerik yang kuat teknik elemen hingga dan batas. Meskipun hanya teori dua-dimensi yang dikembangkan, hasil numerik pada contoh soal memberikan perbandingan yang menarik dengan solusi analitis sebelumnya yang dihasilkan dari bab-bab sebelumnya.

3

SubjekElastisitas merupakan suatu hal yang elegan dan menarik yang berhubungan dengan penentuan strain, stres, dan distribusi perpindahan dalam padat elastis di bawah pengaruh kekuatan-kekuatan eksternal. Mengikuti asumsi biasa linier, teori deformasi kecil, yang estab formulasi-lishes model matematis yang memungkinkan solusi untuk masalah yang memiliki aplikasi dalam berbagai teknik dan bidang ilmiah. aplikasi Teknik Sipil mencakup kontribusi penting Iradiasi memajukan stres dan analisis defleksi struktur termasuk batang, balok, pelat, dan kerang. Aplikasi tambahan terletak pada geomekanika melibatkan tegangan pada material seperti tanah, batu, beton, dan aspal. Teknik Mesin menggunakan elastisitas dalam banyak masalah dalam analisis dan desain elemen mesin. Aplikasi ini meliputi analisis stress umum, hubungi menekankan, analisis tegangan termal, mekanika fraktur, dan kelelahan. Bahan rekayasa menggunakan elastisitas untuk menentukan bidang stres dalam padatan kristal, sekitar dislokasi dan bahan dengan struktur mikro. Aplikasi di bidang teknik penerbangan dan ruang angkasa termasuk stres, fraktur, dan analisis kelelahan pada aerostructures. subjek ini juga menyediakan dasar untuk bekerja lebih maju dalam perilaku material inelastis termasuk plastisitas dan viscoe-lasticity, dan untuk mempelajari analisa tegangan komputasi menggunakan metode elemen hingga dan batas.

Teori Elastisitas menetapkan model matematika dari masalah deformasi, dan hal ini membutuhkan pengetahuan matematika untuk memahami prosedur formulasi dan solusi. persamaan diferensial parsial Pemerintahan lapangan dikembangkan dengan menggunakan prinsip dasar mekanika continuum biasanya dirumuskan dalam bahasa vektor dan tensor. Teknik yang digunakan untuk memecahkan persamaan tersebut dapat mencakup bidang metode Fourier, kalkulus variasi, mengubah integral, variab