Mechanics of Materials II مقاومت مصالح 2
|
Instructor: Dr. Kaveh Karami
Level: Undergraduate
Prerequisites: Mechanics of Materials I
Credits: 3
Department: Civil Engineering
|
مدرس: دکتر
کاوه کرمی
مقطع: کارشناسی
پیشنیاز: مقاومت مصالح 1
تعداد واحد: 3
گروه آموزشی:
مهندسی عمران
|
معرفی درس مقاومت مصالح 2
درس
مقاومت مصالح 2 ادامهای بر مباحث مقاومت مصالح I است و به بررسی رفتار
پیشرفتهتر اعضای سازهای و مصالح تحت اثر بارگذاریهای پیچیده میپردازد.
هدف اصلی این درس، تعمیق درک دانشجویان از روابط کلی تنش و کرنش و تحلیل
حالات عمومی تنش با در نظر گرفتن معیارهای تسلیم و گسیختگی است. در این
درس، معیارهای کلاسیک ترسکا و ونمایزز برای پیشبینی رفتار مصالح در
محدوده الاستیک و پلاستیک مورد توجه قرار میگیرند. در ادامه، رفتار تیرها
در حالتهای خاص مانند تیرهای مرکب از چند جنس و تیرهای خمیده بررسی شده و
اثر ترکیب بارگذاریها شامل خمش و پیچش، خمش دوجانبه و خمش مرکب همراه با
نیروی محوری تحلیل میشود. مفاهیمی نظیر هسته مرکزی و نقش آن در توزیع
تنشها معرفی میگردد. همچنین رفتار پوستههای نازک دوار تحت فشارهای
داخلی و خارجی شامل استوانهها و کرههای جدار نازک و ضخیم مورد مطالعه
قرار میگیرد که کاربرد گستردهای در سازههای تحت فشار دارند. در بخشهای
پیشرفتهتر درس، پیچش در اعضای جدار نازک با در نظر گرفتن تابخوردگی
مقاطع و پیچش غیریکنواخت بررسی شده و تنشهای عمودی ناشی از آن تحلیل
میگردد. روشهای انرژی و تحلیل بارهای ضربهای معرفی شده و سپس پدیده
کمانش ستونها با در نظر گرفتن بار بحرانی، اثر بار خارج از محور، خمیدگی
اولیه و تنشهای پسماند مورد بحث قرار میگیرد. در پایان، آشنایی مقدماتی
با تئوری پلاستیسیته ارائه میشود و دانشجویان با مفاهیم پایه طراحی اعضای
فشاری آشنا میگردند.
Course Description of Mechanics of Materials II
Mechanics
of Materials II is a continuation of Mechanics of
Materials I and focuses on the advanced behavior of structural members and
materials under complex loading conditions. The primary objective of this
course is to deepen students’ understanding of general stress–strain
relationships and stress analysis under multi-axial states. Classical yield and
failure criteria, including the Tresca and von Mises hypotheses, are introduced
to assess material behavior in elastic and plastic ranges.
The
course examines special cases of beam behavior, such as composite beams made of
different materials and curved beams. Combined loading conditionsincluding
bending and torsion, biaxial bending, and combined bending with axial forceare
analyzed, along with the concept of the kern (core) of sections. Thin-walled
axisymmetric shells subjected to internal and external pressures, including
thin- and thick-walled cylinders and spheres, are also studied due to their
importance in pressure vessel applications.
Advanced topics include torsion of thin-walled
members with consideration of warping, non-uniform torsion, and the resulting
normal stresses. Energy methods and impact loading are introduced, followed by
the analysis of buckling phenomena in columns, including critical load
determination, effects of eccentric loading, initial imperfections, and
residual stresses. The course concludes with an introductory treatment of
plasticity theory and its relevance to the design of compression members.
اهداف
آموزشی درس
این درس زمینهای ضروری برای درک صحیح رفتار سازهها و ادامه تحصیل در دروس پیشرفتهتر مهندسی سازه فراهم میکند.
Learning Outcomes
The
course concludes with the analysis of beam deflections, providing
students with essential tools for understanding and predicting
structural deformation.
مباحث مورد بررسی: 1. تنش و کرنش:
روابط کلی بین تنش و کرنش، معیارهای تسلیم و گسیختگی با تکیه بر فرضهای ترسکا و
ونمیسز.
2. تیرها در
حالت خاص: تیر مرکب از دو جنس، تیرهای خمیده به طور خلاصه.
3. ترکیب
بارگذاریها: خمش و پیچش، خمش دو جانبه، خمش مرکب ( خمش + نیروی محوری)، هسته
مرکزی.
4. پوستههای
نازک دوار زیر اثر فشارهای داخلی یا خارجی: استوانهها و کرههای جدار نازک،
استوانههای جدار ضخیم.
5. پیچش در
اعضای جدار نازک: تاب خوردن مقاطع، پیچش غیر یکنواخت و تنشهای عمودی ایجاد شده در
آن.
6. روشهای
انرژی، بار ضربه ای.
7. کمانش: بار
بحرانی، ستون زیر اثر بار خارج از محور، خمیدگی اولیه، تنشهای پسماند.آشنایی با
طراحی اعضای فشاری.
8. تئوری
پلاستیسیته مقدماتی.
Course Topics:1. Stress and Strain: general stress–strain relationships; yielding and
failure criteria with emphasis on the Tresca and von Mises hypotheses.
2. Special Beam Cases: composite beams made of dissimilar materials; curved
beams (overview).
3. Combined Loadings: bending and torsion; biaxial bending; combined bending
and axial loading; core of the cross-section (kern).
4. Thin Axisymmetric Shells Under Internal and External Pressure: thin-walled
cylinders and spheres; thick-walled cylinders.
5. Torsion of Thin-Walled Members: warping of cross-sections; non-uniform
torsion and the resulting normal stresses.
6. Energy Methods and Impact Loading.
7. Buckling: critical load; columns subjected to eccentric loading; initial
imperfections; residual stresses; introduction to the design of compression
members.
8. Introduction to Plasticity Theory.
References
1. Mechanics of Material. Beer,
Ferdinand P. & Johnston, E.Russell.
2. Engineering Mechanics of Solids.
Popov, Igor Paul.
3. Mechanics of Materials 1
& 2. E.J.Hearn
Lectures & Homeworks:
|