Страница 2 из 87
Тайны сдвига и кручения, или "Поларис" и вечерние туалеты
Терминология
Стенка балки в условиях сдвига - изотропные и анизотропные материалы
Касательное напряжение - это растяжение и сжатие, действующие под углом +45°, и наоборот
Складкообразование
Кручение
Центр изгиба и центр давления
Глава 12
Различные виды разрушения при сжатии, или сэндвичи, весла и Леонард Эйлер
Предел прочности на сжатие, или разрушение коротких стержней и колонн при сжатии
Сравнение прочности материалов на растяжение и на сжатие
Прочность дерева и композиционных материалов при сжатии
Леонард Эйлер и выпучивание тонких стержней и пластин
Трубы, корабли и бамбук, или кое-что о локальной потере устойчивости
Листья, сэндвичи и сотовые конструкции
Часть IV. И последствия были…
Глава 13
Философия конструирования, или форма, вес и стоимость
Проектирование конструкций, работающих на растяжение
Сравнения веса сжатых и растянутых конструкций
Масштабные эффекты, или еще раз о законе двух третей
Каркасные конструкции против монокока
Надувные конструкции
Колеса со спицами
О выборе лучшего материала, или что такое "лучший материал"
Материалы, топливо и энергия
Глава 14
Катастрофы, или очерк об ошибках, прегрешениях и усталости металла
О точности расчетов на прочность
Проектирование с помощью эксперимента
Сколько она будет служить?
Усталость металла, мистер Хани и пр.
Катастрофы деревянных кораблей
Еще о котлах, сосудах давления и о кипящем в них масле
О вырезании дыр
Об излишнем весе
Аэроупругость, или тростник, колеблемый на ветру
Проектирование как прикладная теология
Глава 15
Эффективность и эстетика, или мир, в котором мы должны жить
Об эффективности и функциональности
О стилях и напряжениях
Об имитации, подделках и украшениях
Приложения
Приложение 1. О справочниках и формулах
Приложения 2-4
Приложение 2. Теория изгиба балок
Приложение 3. Кручение
Приложение 4. Эффективность стержней (колонн) и пластин при сжатии
Рекомендации для дальнейших занятий
**************************************************************************************
От редактора перевода
Человек, как и все живое, неотделим от силовых конструкций. Будучи сам конструкцией, доведенной природой до достаточной степени совершенства, он и производит конструкции - орудия труда, с помощью которых в свою очередь либо создаются, либо разрушаются другие конструкции. Создавая всякую конструкцию, будь то самолет, мост, дорожное покрытие, мы хотим, чтобы она надежно нам служила, то есть прежде всего была прочной, не разрушалась; как правило, для нас немаловажно достичь этого с минимальными затратами труда, материала, энергии. Разрушая конструкции (занимаясь, к примеру, заготовкой дров, бурением скважины), мы опять-таки стремимся к минимальным затратам труда и энергии. Таким образом, прочность и разрушение материалов и конструкций в той или иной степени касаются каждого из нас, и тем удивительнее отсутствие популярных книг на эту тему.
Предлагаемая вниманию читателя книга написана ученым, который обладает редким даром: он пишет о вещах важных и сложных так, что его книги оказываются по-настоящему увлекательными и в то же время поучительными не только для весьма широкого круга читателей, но и для специалистов. Об этом я могу судить и по собственному опыту и по многочисленным отзывам коллег, прочитавших первую изданную несколько лет назад в русском переводе книгу автора "Почему мы не проваливаемся сквозь пол" (М. Мир, 1971), а также по свидетельствам людей, чьи профессиональные интересы далеки от области материаловедения и механики материалов и конструкций.
Помимо несомненного таланта, профессор Гордон обладает глубоким знанием предмета и огромным практическим опытом; читателя покоряет и широта его интересов: техническое мастерство древних греков, парусные яхты, фотография, биомеханика. И хотя в своем предисловии профессор Гордон пишет, что не обо всем ему удалось сказать достаточно популярно, сохранив безукоризненную точность, а потому специалист найдет, за что его упрекнуть, нам представляется, что человек с широким взглядом на вещи не будет слишком придирчив: он поймет стремление автора сделать общепонятными основные идеи. Автор искренне хотел заинтересовать читателя предметом, который традиционно считается сложным и не пользуется особой популярностью. И, следует признать, делает он это весьма профессионально.
Касаясь прочности конструкций, невозможно обойти молчанием конструкции из композиционных материалов: это направление развития материалов и конструкций приносит сегодня наиболее интересные плоды. Профессор Гордон был одним из первых, кто начал понимать очевидную сейчас перспективность этих материалов. Дело в том, что металлические материалы в своем традиционном виде несмотря на все их достоинства обладают одним принципиальным недостатком: в них с ростом прочности ограничиваются возможности пластической деформации, а вместе с этим падает сопротивление трещине и, стало быть, надежность. Поэтому в поисках компромисса между весом конструкции и ее надежностью приходится соглашаться на применение сравнительно малопрочных сплавов. Правильно построенная композиционная структура лишена этого недостатка, более того, можно так сконструировать материал, что одновременно будут расти и его прочность и его надежность. За словами "сконструировать материал" стоит многое: материалы будущего невозможно представить себе вне конструкции, как нельзя представить себе сегодня материал конструкции живого организма вне самого организма.