Механика

Лабораторный практикум содержит 3 лабораторные работы, посвященные исследованию механических свойств и определению механических характеристик материалов, опытной проверке теоретических выводов и законов, а также изучению студентами современных методов обработки экспериментальных данных. Лабораторный практикум предназначен для студентов бакалавриата, обучающихся по направлениям 15.03.02 «Технологические машины и оборудование» (все профили) и 22.03.02 «Металлургия» (все профили).

Книга популярного ученого и педагога Якова Перельмана в увлекательной форме знакомит читателей с миром механики. Сборник состоит из двух частей. Первая – с помощью ясного изложения и подробной инфографики рассказывает о законах и основных понятиях. Вторая – благодаря математическим расчетам и запоминающимся примерам пробуждает интерес к изучению механики. Мечтаете исследовать науку без непонятных слов и скучных определений? Тогда «Занимательная механика» – это то, что вам нужно!

В книге рассмотрены междисциплинарные аспекты диагностики процессов дефектообразования и накопления повреждений по регистрируемым сигналам сопутствующей акустической эмиссии. Предложен новый подход, состоящий в использовании кинетической концепции прочности, пуассоновской модели процесса дефектообразования и обнаруженных экспериментально физико-механических особенностей явления акустической эмиссии (включая устойчивые в силу ряда предельных теорем статистические параметры случайного процесса акустической эмиссии). Практическое использование полученных результатов показано на примерах диагностики прочности Царь-колокола в Московском Кремле, элементов теплозащиты первого отечественного орбитального космического самолета «Буран», ряда других изделий и объектов ответственного назначения. Для специалистов в области физики, механики, химии, неразрушающего контроля, технической диагностики, а также аспирантов и студентов соответствующих специальностей.

В учебнике изложены краткие основы технической термодинамики и теория рабочих процессов, происходящих в автомобильных двигателях внутреннего сгорания, а также дан анализ факторов, влияющих на протекание рабочего цикла, мощность и экономичность двигателя. Приведены характеристики автомобильных двигателей, основы процесса карбюрации в двигателях с искровым зажиганием и данные по топливоподающей аппаратуре и процессам смесеообразования в дизелях. Даны краткие сведения о методах испытаний двигателей и применяемых для этой цели приборах. Изложены основы кинематики и динамики кривошипно-шатунного механизма и рассмотрены конструкции автомобильных двигателей (основных их деталей, систем газораспределения, очистки воздуха, топлива и масла, а также системы охлаждения и смазки).

Рассматривается круг вопросов, связанных с изучением процессов электромеханического преобразования энергии на основе общих законов физики, электродинамики и аналитической механики. Единство анализа электрической и механической частей, связанных электромагнитным полем, обеспечивается за счет функций для кинетической и потенциальной энергий. Они, записанные через обобщенные координаты, содержат всю информацию о внутренних связях электромеханической системы, позволяя получить уравнения движения, либо на основе функций Лагранжа или Гамильтона. При этом оказывается, что они могут использоваться и при введении квазикоординат, дающих возможность избавиться от переменных коэффициентов в уравнениях движения вращающихся преобразователей энергии. В целом в результате такого подхода наглядно проявляется единство законов электродинамики с законами движения механических систем. Анализ многофазных электрических машин проведен на основе результирующих векторов, их роль подобна обобщенным переменным механической системы. Они, наглядно отражая природу явлений, позволяют уменьшить число переменных до минимума, дают возможность провести исследование режимов работы при неуравновешенной системе напряжений и различных значениях электрических параметров отдельных фаз, не прибегая к методу симметричных составляющих. Отдельно рассмотрены индукторные машины, работа которых основана на пространственных гармониках магнитного поля, возникающих благодаря переменной проводимости воздушного зазора, образованного открытыми пазами на поверхностях статора и ротора. Для закрепления каждый раздел книги сопровождается циклом задач. Учебник предназначен для студентов электромеханических специальностей и специальностей, связанных с эксплуатацией электрических машин. Книга может быть полезна аспирантам и инженерам, работающим в области электромеханики.

Настоящая работа является руководством к решению студентами расчетно-графических работ по курсу «Теоретическая механика». В работе приведены варианты заданий и примеры решения задач по основным разделам курса, необходимые краткие теоретические сведения. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальностям как машиностроительного, так и технологического профиля.

Описаны общие принципы проектирования оснований и фундаментов, приведена методика анализа и выбора конструктивных решений фундаментов в открытых котлованах на естественном основании. Детально рассмотрены методика проектирования свайных фундаментов, конструкции фундаментов глубокого заложения, инженерные методы преобразования строительных свойств оснований и проектирование котлованов. Дана методика расчетов и особенности строительства фундаментов на скальных, эллювиальных грунтах, а также закарстованных и подрабатываемых территориях. Приведены особенности проектирования оснований и фундаментов при динамических воздействиях и реконструкции зданий и сооружений. Для студентов строительных специальностей учреждений высшего образования. Может быть полезно инженерно-техническим работникам строительных организаций.

New edition of the popular textbook, comprehensively updated throughout and now includes a new dedicated website for gas dynamic calculations The thoroughly revised and updated third edition of Fundamentals of Gas Dynamics maintains the focus on gas flows below hypersonic. This targeted approach provides a cohesive and rigorous examination of most practical engineering problems in this gas dynamics flow regime. The conventional one-dimensional flow approach together with the role of temperature-entropy diagrams are highlighted throughout. The authors—noted experts in the field—include a modern computational aid, illustrative charts and tables, and myriad examples of varying degrees of difficulty to aid in the understanding of the material presented. The updated edition of Fundamentals of Gas Dynamics includes new sections on the shock tube, the aerospike nozzle, and the gas dynamic laser. The book contains all equations, tables, and charts necessary to work the problems and exercises in each chapter. This book’s accessible but rigorous style: Offers a comprehensively updated edition that includes new problems and examples Covers fundamentals of gas flows targeting those below hypersonic Presents the one-dimensional flow approach and highlights the role of temperature-entropy diagrams Contains new sections that examine the shock tube, the aerospike nozzle, the gas dynamic laser, and an expanded coverage of rocket propulsion Explores applications of gas dynamics to aircraft and rocket engines Includes behavioral objectives, summaries, and check tests to aid with learning Written for students in mechanical and aerospace engineering and professionals and researchers in the field, the third edition of Fundamentals of Gas Dynamics has been updated to include recent developments in the field and retains all its learning aids.

A practical guide to the majority of pumps and compressors used in engineering applications Pumps and compressors are ubiquitous in industry, used in manufacturing, processing and chemical plant, HVAC installations, aerospace propulsion systems, medical applications, and everywhere else where there is a need to pump liquids, or circulate or compress gasses. This well-illustrated handbook covers the basic function, performance, and applications for the most widely used pump and compressor types available on the market today. It explains how each device operates and includes the governing mathematics needed to calculate device performance such as flow rates and compression. Additionally, real-world issues such as cavitation, and priming are covered. Pumps & Compressors is divided into two sections, each of which offers a notation of variables and an introduction. The Pumps section covers piston pumps, radial turbopumps, axial turbopumps, rotating pumps, hydraulic pumps, and pumps with driving flow. The Compressors section covers piston compressors, rotating compressors, turbo compressors, ejectors, vacuum pumps, and compressors for cooling purposes. A virtual encyclopedia of all pumps and compressors that describes the mechanics of all devices and the theory, mathematics, and formulas governing their function Allows the reader to develop the skills needed to confidently select the appropriate pump or compressor type and specification for their applications Pumps & Compressors is an excellent text for courses on pumps and compressors, as well as a valuable reference for professional engineers and laymen seeking knowledge on the topic.

The revised and updated new edition of the popular optimization book for engineers The thoroughly revised and updated fifth edition of Engineering Optimization: Theory and Practice offers engineers a guide to the important optimization methods that are commonly used in a wide range of industries. The author—a noted expert on the topic—presents both the classical and most recent optimizations approaches. The book introduces the basic methods and includes information on more advanced principles and applications. The fifth edition presents four new chapters: Solution of Optimization Problems Using MATLAB; Metaheuristic Optimization Methods; Multi-Objective Optimization Methods; and Practical Implementation of Optimization. All of the book's topics are designed to be self-contained units with the concepts described in detail with derivations presented. The author puts the emphasis on computational aspects of optimization and includes design examples and problems representing different areas of engineering. Comprehensive in scope, the book contains solved examples, review questions and problems, and is accompanied by a website hosting a solutions manual. This important book: Offers an updated edition of the classic work on optimization Includes approaches that are appropriate for all branches of engineering Contains numerous practical design and engineering examples Offers more than 140 illustrative examples, 500 plus references in the literature of engineering optimization, and more than 500 review questions and answers Demonstrates the use of MATLAB for solving different types of optimization problems using different techniques Written for students across all engineering disciplines, the revised edition of Engineering Optimization: Theory and Practice is the comprehensive book that covers the new and recent methods of optimization and reviews the principles and applications.

The final volume in the Non-deformable Solid Mechanics set, Movement Equations 5 deals with the dynamics of sets of solids. This volume provides the appropriate mathematical tools (torsor calculus and matrix calculus) to obtain and solve the equations of motion for a chain of solids. These equations are then used to acquire the information necessary for the design of mechanical systems. Also examined are the vibratory behavior of continuous (deformable) systems, rigid and deformable solids, and sets of several solids. The book concludes with a study of the response of an excited system as a function of the excitation frequency. Accompanied by detailed examples, this book is aimed primarily at students, but would also serve as a valuable support for working engineers and teacher-researchers.

A review of the aerodynamics, design and analysis, and optimization of wind turbines, combined with the author’s unique software Aerodynamics of Wind Turbines is a comprehensive introduction to the aerodynamics, scaled design and analysis, and optimization of horizontal-axis wind turbines. The author –a noted expert on the topic – reviews the fundamentals and basic physics of wind turbines operating in the atmospheric boundary layer. He then explores more complex models that help in the aerodynamic analysis and design of turbine models. The text contains unique chapters on blade element momentum theory, airfoil aerodynamics, rotational augmentation, vortex-wake methods, actuator-line modeling, and designing aerodynamically scaled turbines for model-scale experiments. The author clearly demonstrates how effective analysis and design principles can be used in a wide variety of applications and operating conditions. The book integrates the easy-to-use, hands-on XTurb design and analysis software that is available on a companion website for facilitating individual analyses and future studies. This component enhances the learning experience and helps with a deeper and more complete understanding of the subject matter. This important book: Covers aerodynamics, design and analysis and optimization of wind turbines Offers the author’s XTurb design and analysis software that is available on a companion website for individual analyses and future studies Includes unique chapters on blade element momentum theory, airfoil aerodynamics, rotational augmentation, vortex-wake methods, actuator-line modeling, and designing aerodynamically scaled turbines for model-scale experiments Demonstrates how design principles can be applied to a variety of applications and operating conditions Written for senior undergraduate and graduate students in wind energy as well as practicing engineers and scientists, Aerodynamics of Wind Turbines is an authoritative text that offers a guide to the fundamental principles, design and analysis of wind turbines.

A comprehensive review of the science and engineering behind future propulsion systems and energy sources in sustainable aviation Future Propulsion Systems and Energy Sources: in sustainable aviation is a comprehensive reference that offers a review of the science and engineering principles that underpin the concepts of propulsion systems and energy sources in sustainable air transportation. The author – a noted expert in the field – examines the impact of air transportation on the environment and reviews alternative jet fuels, hybrid-electric and nuclear propulsion and power. He also explores modern propulsion for transonic and supersonic-hypersonic aircraft and the impact of propulsion on aircraft design. Climate change is the main driver for the new technology development in sustainable air transportation. The book contains critical review of gas turbine propulsion and aircraft aerodynamics; followed by an insightful presentation of the aviation impact on environment. Future fuels and energy sources are introduced in a separate chapter. Promising technologies in propulsion and energy sources are identified leading to pathways to sustainable aviation. To facilitate the utility of the subject, the book is accompanied by a website that contains illustrations, and equation files. This important book: Contains a comprehensive reference to the science and engineering behind propulsion and power in sustainable air transportation Examines the impact of air transportation on the environment Covers alternative jet fuels and hybrid-electric propulsion and power Discusses modern propulsion for transonic, supersonic and hypersonic aircraft Examines the impact of propulsion system integration on aircraft design Written for engineers, graduate and senior undergraduate students in mechanical and aerospace engineering, Future Propulsion Systems and Energy Sources: in sustainable aviation explores the future of aviation with a guide to sustainable air transportation that includes alternative jet fuels, hybrid-electric propulsion, all-electric and nuclear propulsion.

В данной книге подробно рассмотрены особенности движения самолета на основных этапах его полета: взлете, наборе высоты, крейсерском полете, вираже, снижении и посадке. В доступной и простой форме изложены вопросы устойчивости, управляемости и балансировки самолета в продольном и боковом каналах. Для учащихся инженерных классов общеобразовательных школ, учителей, ведущих занятия в этих классах, а также широкого круга читателей.

Настоящее электронное издание представляет собой учебное пособие, включающее в себя курс лекций по разделу теоретической механики «Динамика». В издании изложены основы динамики точки и механической системы. Освещение теории сопровождается примерами подробного решения типовых задач по всем основным темам с рекомендациями задач для самостоятельного решения. Учебное пособие соответствует государственному образовательному стандарту дисциплины «Теоретическая механика» и предназначено для студентов первого и второго курсов всех направлений (профилей).

В учебном пособии рассмотрены основы теории колебаний с учетом сил сухого трения. Приведено описание колебательных процессов на примерах простых механических систем. Показаны особенности математического описания колебательных процессов. Использование основных представлений колебательных процессов в условиях сухого трения является составной частью дисциплины «Основы триботехники». Кроме того, дано описание проявлений вибрации и особенностей устройства подшипников качения. Эти данные относятся к дисциплинам «Детали машин и механизмов» и «Теории машин и механизмов». Учебное пособие предназначено для студентов очной и заочной форм обучения на механико-технологическом факультете.

Учебное пособие содержит основы механики вязкой жидкости. В пособии систематически излагаются физические и математические основы теории движения вязкой жидкости. Приводится вывод основных уравнений механики вязкой жидкости. Подробно рассматриваются вопросы моделирования течения неньютоновских сред. Даются основополагающие сведения о ламинарном и турбулентном течении жидкости. Пособие предназначено для подготовки бакалавров по направлениям: 08.03.01 «Строительство (бакалавриат). Теплогазоснабжение и вентиляция», 08.03.01 «Строительство (бакалавриат). Водоснабжение и водоотведение» всех форм обучения, а также для студентов других специальностей, изучающих основы механики жидкости и реологии.

Пятитомный курс общей физики, созданный И. В. Савельевым на базе лекций, которые он читал в Московском инженерно-физическом институте, знакомит студентов с основными идеями и методами физики. Первый том содержит изложение материала по механике (кинематика, динамика, законы сохранения, гравитация, колебательное движение, гидродинамика). Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по техническим направлениям и специальностям.

Практикум состоит из четырех заданий по дисциплине «Механика», раздел «Кинематика». Каждое задание имеет 30 вариантов. В заданиях подробно рассмотрены один или несколько примеров их выполнения, в конце приведены контрольные вопросы, позволяющие оценить степень усвоения учебного материала, соответствующего данному заданию. Практикум предназначен для студентов НИТУ «МИСиС», обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело», но может быть использован при обучении студентами других специальностей, изучающими дисциплину «Механика» или «Теоретическая механика».

Практикум состоит из пяти заданий по дисциплине «Механика», раздел «Статика». Каждое задание имеет 30 вариантов. В каждом задании подробно рассмотрены один или несколько примеров его выполнения, в конце приведены контрольные вопросы, позволяющие оценить степень усвоения учебного материала, соответствующего данному заданию. Практикум предназначен для студентов НИТУ «МИСиС», обучающихся по специальности 21.05.04 «Горное дело», но может быть использован при обучении студентами других специальностей, изучающими дисциплину «Механика» или «Теоретическая механика».