Механика — одна из древнейших наук. Она развивалась по мере накопления человечеством знаний об окружающем мире, своевременно отвечая на многочисленные запросы практики. В Древнем Египте при строительстве пирамид уже пользовались рычагами, наклонными плоскостями, блоками. Эмпирические знания помогли открыть законы механики. В древности не существовало деления науки по отраслям, поэтому механика, как и философия, естествознание, являлась составной частью учения о природе и обществе. И только в IV в. до н. э. начинается отделение частных наук от общего естествознания.
Основоположником механики как науки считают Архимеда (ок. 287—212 гг. до н. э.); он получил точное решение задач о равновесии сил, приложенных к рычагу, об определении центра тяжести тел.
В эпоху Возрождения (XIV—XVI вв.) большой вклад в развитие механики сделал знаменитый итальянский художник, ученый и инженер Леонардо да Винчи (1452—1519). Он изучал трение скольжения, движение падающего тела, впервые ввел понятие момента силы.
Благодаря великому открытию Николая Коперника (1473—1543) был совершен переворот в естествознании: на смену геоцентрической системе Птолемея пришла гелиоцентрическая система мира. На основании учения Коперника И. Кеплер (1571—1630) сформулировал три закона движения планет, которые впоследствии привели к открытию Ньютоном закона всемирного тяготения. Начало изучению основ динамики положили работы итальянца Галилео Галилея (1564—1642) и англичанина Исаака Ньютона (1643—1727).
В ХVIII в. были сформулированы общие принципы классической механики. К этому же времени относятся исследования в области механики твердого тела, гидродинамики и небесной механики.
В России в 1725 г. по инициативе Петра I была образована Российская академия наук. Большое влияние на развитие механики оказали труды академика М. В. Ломоносова (1711—1765), а также знаменитого математика, астронома и физика, швейцарца по происхождению, Леонарда Эйлера (1707—1783), проработавшего в Российской академии наук более 30 лет. Среди его многочисленных работ в области математики, гидромеханики и небесной механики следует отметить исследования по механике твердого и упругого тела. Эйлер заложил основы только зарождающихся дисциплин — сопротивления материалов и теории упругости.
Наиболее крупными зарубежными учеными ХVIII и XIX вв. в области механики являются Иоганн Бернулли, Даниил Бернулли, Д’Аламбер, Ж.Лагранж. В работах французских ученых Вариньона и Пуансо наряду с динамикой получила дальнейшее развитие и статика.
Огромное значение для дальнейшего развития механики имели работы отечественных ученых XIX и XX вв.: М. В. Остроградского, П. Л. Чебышева, С. В. Ковалевской, А. М. Ляпунова, И. В. Мещерского, К. Э. Циолковского, А. Н. Крылова, Н. Е. Жуковского и др.
Современное развитие машиностроения требует решения специальных задач. Бурно развивается наука о прочности и деформируемости элементов сооружений и деталей машин — сопротивление материалов. В отличие от теоретической механики, предметом изучения которой является движение абсолютно твердого тела под воздействием приложенных к нему сил, в сопротивлении материалов рассматривают задачи, в которых наиболее существенными являются свойства деформируемых тел. В то же время вследствие общности основных положений сопротивление материалов может рассматриваться как раздел механики, который можно назвать механикой деформируемых тел.
В курсе «Детали машин» на базе теоретической механики и сопротивления материалов изучают особенности расчета и принципы конструирования отдельных элементов и простейших соединений машин.
В соответствии со стандартом «Техническая механика» включает в себя главы «Теоретическая механика», «Сопротивление материалов», «Детали и механизмы машин».
В главе 1 «Теоретическая механика» изложены основы статики, кинематики, динамики и приведены примеры решения задач.
В главе 2 «Основы сопротивления материалов» даются общие принципы расчета элементов конструкций; приводятся примеры расчетов бруса на растяжение (сжатие), срез и смятие, поперечный изгиб. В этой главе рассматриваются виды напряженных состояний, гипотезы прочности, совместное действие кручения и изгиба. Даются понятия об усталостной прочности, динамических нагрузках и пределе выносливости; рассматривается устойчивость при осевом сжатии стержня. Приводятся примеры раскрытия статической неопределимости стержневых систем.
В главе 3 «Детали и механизмы машин» рассматриваются основные соединения деталей машин, передачи и механизмы; даются рекомендации по использованию тех или иных передач; приводятся примеры расчетов.
В главе 4 «Изменение механических свойств материалов» изложен материал, способствующий углублению и расширению знаний, полученных студентами в курсе «Материаловедение».
В конце каждой главы приведены контрольные вопросы. Они помогут студентам проанализировать изложенный материал и проверить свои знания.
В данном учебнике изложен минимум общетехнических сведений, усвоив которые, молодой техник будет уверенней чувствовать себя на производстве и сможет принимать самостоятельные решения в процессе творческого труда или дальнейшей учебы.
