Головна / Категорії / Інженерія

🏗️

Інженерія та Матеріалознавство

Напруга, деформація та руйнування конструкцій — від аналізу мостів до кристалічної решітки. Досліджуй скінченні елементи, механіку тріщин та механічні передачі.

🔬 Симуляції

⚙️
Механічні передачі
Шестерні, зубчасті ланцюги та черв'ячні передачі. Передавальні відношення та кінематика.
Початківець
🧱
Руйнування матеріалів
Voronoi fracture та розповсюдження тріщин. Крихке та в'язке руйнування під навантаженням.
Середній
🀱
Доміно та ланцюгова реакція
Передача імпульсу по ланцюжку доміно. Фізика зіткнень та енергії у механічних каскадах.
Початківець
🧵
Симуляція тканини
Пружно-масова система для тканини. Constraint solving, провисання та розривання.
Просунутий
🚗
Фізика автомобіля
Підвіска, тертя шин та динаміка транспортного засобу. Передача потужності та сили.
Середній
🌉
Структурний аналіз моста
МСЕ ферм, прогин та теплова карта напруги. Розподіл навантаження між елементами.
Просунутий
🔩
Механіка тріщин LEFM
Лінійна пружна механіка руйнування, K-фактор інтенсивності напружень та зростання тріщини.
Середній
🌡️
Термічне розширення
Біметалічна пластина, термічні напруження при зварюванні та залишкові деформації.
Базовий
🔩
Крива Напруга-Деформація
Інтерактивна σ–ε діаграма для сталі, алюмінію, гуми, кістки та полімеру. Розтягуйте зразок до руйнування.
Середній Нове

📐 Ключові концепції

Метод скінченних елементів (МСЕ)
Числовий метод розв'язку крайових задач механіки. Розбиття тіла на скінченні елементи зі вузловими ступенями вільності та матрицею жорсткості K·u = F.
Закон Гука та тензор напружень
σ = E·ε — пружна деформація. Тензор напружень описує шість компонент σx, σy, σz, τxy, τxz, τyz. Критерій von Mises для пластичності.
Механіка тріщин (LEFM)
Коефіцієнт інтенсивності напружень K = σ√(πa). Тріщина росте коли K ≥ Klc. Три моди: розкриття (I), зсув (II), відривання (III).
Втома матеріалу (S–N крива)
Циклічне навантаження знижує міцність нижче границі статичного руйнування. Крива Воллера S–N пов'язує амплітуду напружень з числом циклів до руйнування.
Теорія балок Ейлера–Бернуллі
EI·d⁴w/dx⁴ = q(x). Прогин балки через зовнішнє навантаження. Момент інерції перерізу I визначає жорсткість на вигин.
Кристалічні структури
ГЦК (Al, Cu), ОЦК (Fe, W), ГЩУ (Ti, Mg) — типи металевих гратів. Дислокації та їх рух визначають пластичність і зміцнення металів.

📖 Learning Resources

📄 Verlet, Leapfrog & RK4 — Numerical Integration 📄 Navier–Stokes & Computational Fluid Dynamics

🔗 Пов'язані категорії

💡 Інженерні симуляції є однією з найважливіших прикладних областей фізики. Метод скінченних елементів дозволяє проєктувати конструкції до їх фізичного будівництва, запобігаючи катастрофічним відмовам та економлячи мільярди в промисловості.

Key Concepts

Topics and algorithms you'll explore in this category

Interactive ModelReal-time browser simulation with live parameter controls
WebGL / Canvas 2DHardware-accelerated rendering in the browser
Mathematical FoundationDifferential equations and numerical integration
Open SourceMIT-licensed code — inspect, fork, and learn
No Install RequiredRuns directly in Chrome, Firefox, Safari, Edge
Educational FocusBuilt to explain the underlying science clearly

Frequently Asked Questions

Common questions about this simulation category

Do these simulations require installation?
No. Every simulation runs entirely in your web browser using WebGL and Canvas 2D. Nothing to install or download — open the page and the simulation starts immediately.
Can I use these simulations for teaching?
Yes — all simulations are designed to be educational and run without an account or login. They are widely used in university lectures, high-school science classes, and self-directed learning. Embed them via iframe or link directly.
What devices do the simulations support?
All simulations work on desktop browsers (Chrome, Firefox, Edge, Safari). Many work on mobile and tablets too, though some physics-heavy simulations benefit from the GPU performance of a desktop or laptop.

About Engineering & Design Simulations

Mechanisms, gear trains, stress analysis, and engineering physics

Engineering and design simulations model the physical principles that underlie mechanism design and materials engineering. Gear-train simulations compute velocity ratios, torque multiplication, and gear-mesh forces for spur, helical, and bevel gear assemblies. Four-bar linkage and crank-slider simulations trace coupler-curve paths and velocity diagrams for classic mechanical mechanisms — the same ones used in internal combustion engines, windshield wipers, and robot arms.

Stress-analysis simulations apply finite-element methods to simple beams, plates, and pressure vessels, visualising von Mises stress concentration around holes and notches. Material-failure models apply the yield criterion and fracture mechanics to show how flaw size, loading direction, and material toughness determine fracture initiation. These models serve mechanical-engineering students and practising engineers who need to validate conceptual designs before detailed CAD work.

Each simulation in this category is built with accuracy and interactivity in mind. The underlying mathematical models are the same ones used in academic research and professional engineering — just made accessible through a web browser. Changing parameters in real time and observing the results is one of the most effective ways to build intuition for complex scientific and engineering concepts.