生活中的材料力学
材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用摘要:在高新技术的迅速发展的今天,各种土木建筑工程行业的迅速产生及壮大,使得材料力学知识在生活中得到广泛的运用。
尤其在机械器材的装载与运载过程的相关运用,以及在土木建筑工程中材料的强度、刚度、稳定性等知识得到广泛的运用。
以及各种机械元件工作许用应力的确定,机械可运载的最大载荷的确定等。
关键词:材料力学、强度、刚度、稳定性、变形、弯曲、千斤顶在实际生活中,有许多地方都要用到材料力学。
生活中机械常用的连接件,如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形,在设计时应主要考虑其剪切应力。
汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。
火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。
有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形,如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形;钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。
在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口,其原理就用到了材料力学的应力集中,使里面的食品便于撕开。
生活中很多结构或构件在工作时,对于弯曲变形都有一定的要求。
一类就是要求构件的位移不得超过一定的数值。
例如行车大量在起吊重物时,若其弯曲变形过大,则小车行驶时就要发生振动;若传动轴的弯曲变形过大,不仅会使齿轮很好地啮合,还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损;输送管道的弯曲变形过大,会影响管道内物料的正常输送,还会出现积液、沉淀与法兰结合不密等现象;造纸机的轧辊,若弯曲变形过大,会生产出来的纸张薄厚不均匀,称为废品。
另一类就是要求构件能产生足够大的变形。
例如车辆钢板弹簧,变形大可减缓车辆所受到的冲击;又如继电器中的簧片,为了有效地接通与断开电源,在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。
1、千斤顶的承载重量就是否可以任意大小下面,就以我们常见的机械式千斤顶为例,利用材料力学的知识,分析它的规格参数与强度要求。
机械式千斤顶(如图一(a)示),设其丝杠长度为l ,有效直径为d,弹性模量E,材料抗压强度为,承载力大小为F,规定稳定安全因数为。
材料力学论文材料力学在生活建筑学的运用
材料力学在生活建筑学的运用摘要：近年来随着建筑高度的不断增加,建筑类型与功能愈来愈复杂,结构体系更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的重点和难点之所在。
现就高层建筑结构的设计要点谈谈材料力学在建筑学中的应用。
关键词：高层建筑；材料力学；结构体系；结构分析一：材料力学知识简介与生活中的运用材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。
材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。
学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。
1.研究材料在外力作用下破坏的规律；2.为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件；3.解决结构设计安全可靠与经济合理的材料力学基本假设；人们运用材料进行建筑、工业生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这就催生了材料力学。
运用材料力学知识可以分析材料的强度、刚度和稳定性。
材料力学还用于机械设计使材料在相同的强度下可以减少材料用量，优化机构设计，以达到降低成本、减轻重量等目的。
在材料力学中，将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的线性弹性体。
但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以需要各种理论与实际方法对材料进行实验比较。
材料在机构中会受到拉伸或压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合等变形。
根据胡克定律，在弹性限度内，物体的应力与应变成线性关系。
材料力学是现代科学科学技术迅速发展的理论事实基础，20世纪以前推动近代科学技术与社会进步的工具。
蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、船舶、兵器等都是材料力学知识的累积应用和完善的基础上逐渐形成和发展起来的。
20世纪产生的诸多高新技术，如高层建筑，大型桥梁海洋石油钻井平台，精密仪器，航空航天器材，机器人，高速列车以及大型水利工程等许多的重要工程更是在材料力学指导下得以实现并不断发展完善的。
生活中的材料力学
生活中的材料力学罗晖淼 051310712摘要：在我们身边的每一个角落都运用到了材料力学的原理。
学完材料力学之后，用另一个角度去剖析生活中的材料力学现象，别有一番风味。
关键字：应力集中，动载荷，稳定性一：应力集中大家可能都有过类似的体验，那就是有些零食的外包装非常平整美观，可是却不实用，它们经常因为撕不开而遭到我们的嫌弃。
相反，有些小零食的包装袋上会有一排锯齿的形状，而当我们沿着锯齿的凹槽撕的时候，无论这个包装所用的材料多么特殊，都能轻松地撕开一个大口子。
这是为什么呢？这其实运用到了圣维南原理。
当我们沿着锯齿的凹槽撕的时候，手指所加的力是垂直于包装袋的，因此切应力都集中在了凹槽处，即产生应力集中现象。
此时凹槽处的切应力会急剧增大，那么只要手指稍稍用力，就很容易从这个凹槽将包装袋撕开。
这种应用应力集中的现象生活中还有很多。
比如掰黄瓜，有时候我们想把黄瓜掰成两段时，往往会先用指甲在黄瓜中间掐一个小缝，然后双手用力一掰，黄瓜就很容易被掰成两段。
同样的，因为在小缝处应力集中，黄瓜上作用的两个力矩使得缝隙处的切应力急剧增大，于是黄瓜中间截面发生脆断。
再比如撕布条，如果一块完整的布条要将其撕成两半是很困难的，除非有很大的力把它拉断，而我们一般人是没有那么大的力气的，怎么办呢？通常我们会用剪刀在布条上剪出一个小缺口，然后沿着缺口撕开布条，其原理和食品包装袋是一样的。
既然应力集中给我们的生活带来了这么多的便利，那是不是应力集中越多越好呢？其实并不是，在工程上，基本都需要避免应力集中。
像那些大桥，飞机，机床，建筑等大型工业结构，为了保证其坚固耐用寿命长，容易发生应力集中的地方如铆钉连接都需要特别地注意。
所以工字钢并不是标准的工字型，在直角处都改造成了弧线形过度，就是为了防止工字钢因应力集中而断裂。
工程上的这些问题可比生活中的小问题严重得多，一个小问题都有可能导致重大的事故。
曾经有一起飞行事故：飞机起落架里的一个小零件由于应力集中而发生断裂，卡在那里，导致起落架无法放下。
材料力学在生活中与应用
材料力学理论在生活中的应用这篇论文选取了三个生活实例，运用材料力学所学的知识，通过受力分析，应力分析，强度校核回答了三个基本问题：铝合金封的廊子窗格是否可以无限高；千斤顶的承载重量是否可以任意大小和桥梁。
关键词材料力学拉压强度挠度剪切压杆稳定组合变形受力单元体铝合金千斤顶1.铝合金封的廊子窗格是否可以无限高图一铝合金门窗、廊子走在大街上，我们可以看到各式各样的廊子样式，可以看到大小不一的窗格布置，学了材料力学这门课程，我们不禁要提问了，窗格尺寸的极限是多么大才能保证支撑它的铝合金材料安全，不会变形？现在就将这个模型抽象出来，假设铝合金材料是空心铝管，厚度可以任意选择，屈服强度取只受玻璃给的压力（设玻璃居中，由于给定一段铝合金，主要承载件是玻璃，而且玻璃的相对总质量远远大于承载的铝合金的质量），外力是均匀分布力，设普通玻璃的密度是P kg?mm （忽略玻璃的宽度），玻璃高度为H，取长度a mm的铝合金材料，宽度为b mm，高为h mm，如图二所示：该结构危险点在铝合金与玻璃接触处， 并且中间部位有一定的挠度（只要有承载，就一定有挠度），当承载到一定极限时，挠度太大不满足装配要求了，或 者承载到一定极限就会使铝合金破坏。
情形（一）：挠度w 不满足装配要求 --------将图二简化为图三（a ）所示的力学简图，装配要求挠度值为[W]，只要w W[W] 即可。
首先，做外力矩M F ，单位力力矩图M ，如图三（b ）所示。
.. b H b HI运用图乘法可以求的w=1 x 2 X 亍x | x 4 X 2二计，进而，盍 < [w]，可以满足装配要求。
如果给定了最大允许装配误差[w]，知道铝合金管的宽b ，还图三（a ）简化模型知道所使用的玻璃的密度p ，那么H < 48[w] 也就是玻璃不可能无限咼，是有一■图二玻璃安装示意图图三（b ）弯矩图个极限值的情形（二）：剪切破坏一一因为玻璃是有一定的厚度的，设厚为S在玻璃与铝合金接触的地方，有剪切力存在，考虑剪切面是矩形面，最大的剪切应力T=| X F A Q，力学简图如图四所示2 A铝合金图四铝合金侧面示意图1每个截面上，剪力F Q=2 p勸H，切面面积A = at, （t为铝合金厚度），最大剪3p H力为T=^，可见，最大剪力是一个跟铝合金长度a,宽度b，高h无关的量。
材料力学在生活中的应用
机设102班：王海雁 郑世荃 苏东运
材料力学简介 材料力学（Mecha材料nics of materials）是研究材 料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚 度、稳定和导致各种材料破坏的极限。
拉伸与压缩变形
• 液压传动机构中的活塞杆在油压和工作阻力作用 下受拉； • 内燃机的连杆在燃气爆发冲程中受压； • 起重机钢索在吊重物时，拉床的拉刀在拉削工件 时，都承受拉伸； • 千斤顶的螺杆在顶起重物时，则承受压缩； • 桁架中的杆件不是受拉便是受压。
剪切变形
• 生活中机械常用的连 接件，如铆钉、键、 销钉、螺栓等在连接 中出现的变形属于剪 切挤压变形，在设计 时主要考虑其剪切应 力。
扭转变形
• 汽车的传动轴、转向 轴、水轮机的主轴等 轴类变形属于扭转变 形。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
扭转变形的其他应用实例
弯曲变形
• 火车轴、起重机大梁 等的变形属于弯曲变 形。
其他弯曲变形实例
组合变形
• 车床主轴、电动机主 轴工作时同时发生扭 转、弯曲及压缩三种 变形。 • 钻床立柱同时发生拉 伸与弯曲两种变形。
应力集中
• 应力集中发生在切口 、切槽、油孔、螺纹 、轴肩等这些尺寸突 然改变处的横截面上 。
综合应用实例
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材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用摘要：在高新技术的迅速发展的今天，各种土木建筑工程行业的迅速产生及壮大，使得材料力学知识在生活中得到广泛的运用。
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以及各种机械元件工作许用应力的确定，机械可运载的最大载荷的确定等。
关键词：材料力学、强度、刚度、稳定性、变形、弯曲、千斤顶在实际生活中，有许多地方都要用到材料力学。
生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。
汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。
火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。
有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形，如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。
在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口，其原理就用到了材料力学的应力集中，使里面的食品便于撕开。
生活中很多结构或构件在工作时，对于弯曲变形都有一定的要求。
一类是要求构件的位移不得超过一定的数值。
例如行车大量在起吊重物时，若其弯曲变形过大，则小车行驶时就要发生振动；若传动轴的弯曲变形过大，不仅会使齿轮很好地啮合，还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损；输送管道的弯曲变形过大，会影响管道内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰结合不密等现象；造纸机的轧辊，若弯曲变形过大，会生产出来的纸张薄厚不均匀，称为废品。
另一类是要求构件能产生足够大的变形。
例如车辆钢板弹簧，变形大可减缓车辆所受到的冲击；又如继电器中的簧片，为了有效地接通和断开电源，在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。
1.千斤顶的承载重量是否可以任意大小下面，就以我们常见的机械式千斤顶为例，利用材料力学的知识，分析它的规格参数与强度要求。
机械式千斤顶（如图一(a)示），设其丝杠长度为l ,有效直径为d ，弹性模量E ，材料抗压强度为，承载力大小为F ，规定稳定安全因数为。
材料力学在生活中的应用
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尤其在机械器材的装载和运载过程的相关运用，以及在土木建筑工程中材料的强度、刚度、稳定性等知识得到广泛的运用。
以及各种机械元件工作许用应力的确定，机械可运载的最大载荷的确定等。
b5E2RGbCAP关键词：材料力学、强度、刚度、稳定性、变形、弯曲、千斤顶在实际生活中，有许多地方都要用到材料力学。
生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。
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火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。
有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形，如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。
在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口，其原理就用到了材料力学的应力集中，使里面的食品便于撕开。
生活中很多结构或构件在工作时，对于弯曲变形都有一定的要求。
一类是要求构件的位移不得超过一定的数值。
例如行车大量在起吊重物时，若其弯曲变形过大，则小车行驶时就要发生振动；若传动轴的弯曲变形过大，不仅会使齿轮很好地啮合，还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损；输送管道的弯曲变形过大，会影响管道内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰结合不密等现象；造纸机的轧辊，若弯曲变形过大，会生产出来的纸张薄厚不均匀，称为废品。
另一类是要求构件能产生足够大的变形。
例如车辆钢板弹簧，变形大可减缓车辆所受到的冲击；又如继电器中的簧片，为了有效地接通和断开电源，在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。
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《材料力学》教学中的一些生活和工程实例
《材料力学》教学中的一些生活和工程实例
《材料力学》是一门重要的工程学科，它涉及到材料的力学性能，以及材料在结构中的应用。
在教学中，我们可以用一些生活和工程实例来讲解材料力学的原理。
比如，我们可以用一个桥梁的例子来讲解材料力学。
桥梁是一种重要的结构，它的结构受
到许多外力的作用，比如风力、汽车的重量等。
因此，桥梁的设计必须考虑到材料的强度
和刚度，以及材料的抗压能力和抗拉能力。
另外，我们还可以用一个汽车的例子来讲解材料力学。
汽车的设计必须考虑到材料的强度
和刚度，以及材料的抗拉能力和抗压能力。
汽车的车身要求材料具有足够的强度和刚度，
以承受汽车的重量和外力，而车轮要求材料具有足够的抗拉能力和抗压能力，以承受汽车
的行驶和转弯。
此外，我们还可以用一个飞机的例子来讲解材料力学。
飞机的设计必须考虑到材料的强度
和刚度，以及材料的抗拉能力和抗压能力。
飞机的机身要求材料具有足够的强度和刚度，
以承受飞机的重量和外力，而飞机的机翼要求材料具有足够的抗拉能力和抗压能力，以承
受飞机的飞行和转弯。
总之，我们可以用一些生活和工程实例来讲解材料力学的原理，比如桥梁、汽车和飞机等，这些实例可以帮助我们更好地理解材料力学的原理。
材料力学在生活中的应用
材料力学理论在生活中的应用这篇论文选取了三个生活实例，运用材料力学所学的知识，通过受力分析，应力分析，强度校核回答了三个基本问题：铝合金封的廊子窗格是否可以无限高；千斤顶的承载重量是否可以任意大小和桥梁。
关键词材料力学拉压强度挠度剪切压杆稳定组合变形受力单元体铝合金千斤顶1．铝合金封的廊子窗格是否可以无限高图一铝合金门窗、廊子走在大街上，我们可以看到各式各样的廊子样式，可以看到大小不一的窗格布置，学了材料力学这门课程，我们不禁要提问了，窗格尺寸的极限是多么大才能保证支撑它的铝合金材料安全，不会变形现在就将这个模型抽象出来，假设铝合金材料是空心铝管，厚度可以任意选择，屈服强度取σ，只受玻璃给的压力（设玻璃居中，由于给定一段铝合金，主要承载件是玻璃，而且玻璃的相对总质量远远大于承载的铝合金的质量），外力是均匀分布力，设普通玻璃⁄（忽略玻璃的宽度），玻璃高度为H，取长度a mm的铝合金材料，宽度的密度是ρkg mm为b mm，高为h mm，如图二所示：图二玻璃安装示意图该结构危险点在铝合金与玻璃接触处，并且中间部位有一定的挠度（只要有承载，就一定有挠度），当承载到一定极限时，挠度太大不满足装配要求了，或者承载到一定极限就会使铝合金破坏。
情形（一）：挠度w 不满足装配要求——将图二简化为图三(a)所示的力学简图，装配要求挠度值为[w]，只要w ≤[w]即可。
首先，做外力矩M F ，单位力力矩图M̅，如图三(b)所示。
图三 (a) 简化模型图三 (b) 弯矩图 运用图乘法可以求的w=12×b 2×ρH 4×23×14×2=b ρH 48，进而，b ρH 48≤[w]，可以满足装配要求。
如果给定了最大允许装配误差[w]，知道铝合金管的宽b ，还知道所使用的玻璃的密度ρ，那么H ≤48[w]b ρ，也就是玻璃不可能无限高，是有一个极限值的。
情形（二）：剪切破坏——因为玻璃是有一定的厚度的，设厚为δ在玻璃与铝合金接触的地方，有剪切力存在，考虑剪切面是矩形面，最大的剪切应力τ=32×F Q A ，力学简图如图四所示。
用身边的例子讲材料力学
用身边的例子讲材料力学
材料力学是研究材料的力学性能的学科，是工程力学的一个分支。
它既包括材料的力学性能的研究，也包括材料的结构和特性的研究。
用身边的例子来讲材料力学，可以从常见的物体中发现各种有趣的现象。
比如，玩具汽车的轮子，它们的外形是圆的，但实际上它们是由许多小的碎片组成的，这些碎片是通过一种叫做“压缩”的力学原理拼接而成的，这种力学原理可以让碎片在外力的作用下紧密联结在一起，形成一个稳定的整体。
再比如，一根绳子，它看上去是细长的，但实际上它是由许多细小的纤维组成的，这些纤维之间通过一种叫做“拉伸”的力学原理紧密结合在一起，形成一个稳定的整体，而这种力学原理可以让绳子有更强的承载能力。
最后，桥梁也是一个很好的例子，它们看上去很结实，但实际上它们是由许多小的金属组件组成的，这些组件之间通过一种叫做“弯曲”的力学原理紧密结合在一起，使桥梁有更强的承载能力，从而能够抗压和抗拉。
从上面的例子可以看出，材料力学是一个复杂而又有趣的学科，它涉及到许多不同的力学原理，可以让我们更好地了解材料的结构和性能，从而帮助我们更好地利用这些材料。
材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】材料力学在生活中的应用摘要：在高新技术的迅速发展的今天，各种土木建筑工程行业的迅速产生及壮大，使得材料力学知识在生活中得到广泛的运用。
尤其在机械器材的装载和运载过程的相关运用，以及在土木建筑工程中材料的强度、刚度、稳定性等知识得到广泛的运用。
以及各种机械元件工作许用应力的确定，机械可运载的最大载荷的确定等。
关键词：材料力学、强度、刚度、稳定性、变形、弯曲、千斤顶在实际生活中，有许多地方都要用到材料力学。
生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。
汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。
火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形。
有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形，如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。
在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口，其原理就用到了材料力学的应力集中，使里面的食品便于撕开。
生活中很多结构或构件在工作时，对于弯曲变形都有一定的要求。
一类是要求构件的位移不得超过一定的数值。
例如行车大量在起吊重物时，若其弯曲变形过大，则小车行驶时就要发生振动；若传动轴的弯曲变形过大，不仅会使齿轮很好地啮合，还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损；输送管道的弯曲变形过大，会影响管道内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰结合不密等现象；造纸机的轧辊，若弯曲变形过大，会生产出来的纸张薄厚不均匀，称为废品。
另一类是要求构件能产生足够大的变形。
例如车辆钢板弹簧，变形大可减缓车辆所受到的冲击；又如继电器中的簧片，为了有效地接通和断开电源，在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。
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材料力学在生活中的应用【范本模板】
材料力学在生活中的应用摘要:在高新技术的迅速发展的今天,各种土木建筑工程行业的迅速产生及壮大，使得材料力学知识在生活中得到广泛的运用。
尤其在机械器材的装载和运载过程的相关运用,以及在土木建筑工程中材料的强度、刚度、稳定性等知识得到广泛的运用.以及各种机械元件工作许用应力的确定，机械可运载的最大载荷的确定等。
关键词：材料力学、强度、刚度、稳定性、变形、弯曲、千斤顶在实际生活中，有许多地方都要用到材料力学。
生活中机械常用的连接件，如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形属于剪切变形，在设计时应主要考虑其剪切应力。
汽车的传动轴、转向轴、水轮机的主轴等发生的变形属于扭转变形。
火车轴、起重机大梁的变形均属于弯曲变形.有些杆件在设计时必须同时考虑几个方面的变形，如车床主轴工作时同时发生扭转、弯曲及压缩三种基本变形；钻床立柱同时发生拉伸与弯曲两种变形。
在生活中我们用的很多包装袋上都会剪出一个小口，其原理就用到了材料力学的应力集中，使里面的食品便于撕开。
生活中很多结构或构件在工作时，对于弯曲变形都有一定的要求。
一类是要求构件的位移不得超过一定的数值。
例如行车大量在起吊重物时，若其弯曲变形过大,则小车行驶时就要发生振动;若传动轴的弯曲变形过大，不仅会使齿轮很好地啮合，还会使轴颈与轴承产生不均匀的磨损；输送管道的弯曲变形过大,会影响管道内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰结合不密等现象；造纸机的轧辊,若弯曲变形过大，会生产出来的纸张薄厚不均匀，称为废品.另一类是要求构件能产生足够大的变形.例如车辆钢板弹簧，变形大可减缓车辆所受到的冲击；又如继电器中的簧片，为了有效地接通和断开电源，在电磁力作用下必须保证触电处有足够大的位移。
1.千斤顶的承载重量是否可以任意大小下面,就以我们常见的机械式千斤顶为例,利用材料力学的知识,分析它的规格参数与强度要求。
机械式千斤顶（如图一（a ）示),设其丝杠长度为l ，有效直径为d ，弹性模量E ，材料抗压强度为，承载力大小为F ，规定稳定安全因数为。
材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。
工程力学提出问题，力学的研究成果改进工程设计思想。
从工程上的应用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。
人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。
在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。
但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。
1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于梁内应力分布的研究还是很不成熟的。
纳维于1819年提出了关于梁的强度及挠度的完整解法。
1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。
其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。
早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪），墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。
欧拉提出了理想流体的运动方程式。
物体流变学是研究较广义的力学运动的一个新学科。
1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才受到了普遍的重视。
它分实验研究和理论分析与计算两个方面。
但两者往往是综合运用，互相促进。
工程力学：包括实验力学，结构检验，结构试验分析。
模型试验分部分模型和整体模型试验。
结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。
实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。
结构的现场测试还有其他的目的：1.验证结构的机能与安全性是否符合结构的计划、设计与施工的要求；2.对结构在使用阶段中的健全性的鉴定，并得到维修及加固的资料。
结构理论分析的步骤是首先确定计算模型，然后选择计算方法。
固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等。
尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。
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生活中的材料力学
罗晖淼
摘要：在我们身边的每一个角落都运用到了材料力学的原理。
学完材料力学之后，用另一个角度去剖析生活中的材料力学现象，别有一番风味。
关键字：应力集中，动载荷，稳定性
一：应力集中
大家可能都有过类似的体验，那就是有些零食的外包装非常平整美观，可是却
不实用，它们经常因为撕不开而遭到我们的嫌弃。
相反，有些小零食的包装袋上会有一排锯齿的形状，而当我们沿着锯齿的凹槽撕的时候，无论这个包装所用的材料多么特殊，都能轻松地撕开一个大口子。
这是为什么呢？这其实运用到了圣维南原理。
当我们沿着锯齿的凹槽撕的时候，手指所加的力是垂直于包装袋的，因此切应力都集中在了凹槽处，即产生应力集中现象。
此时凹槽处的切应力会急剧增大，那么只要手指稍稍用力，就很容易从这个凹槽将包装袋撕开。
这种应用应力集中的现象生活中还有很多。
比如掰黄瓜，有时候我们想把黄瓜
掰成两段时，往往会先用指甲在黄瓜中间掐一个小缝，然后双手用力一掰，黄瓜就很容易被掰成两段。
同样的，因为在小缝处应力集中，黄瓜上作用的两个力矩使得缝隙处的切应力急剧增大，于是黄瓜中间截面发生脆断。
再比如撕布条，如果一块完整的布条要将其撕成两半是很困难的，除非有很大的力把它拉断，而我们一般人是没有那么大的力气的，怎么办呢？通常我们会用剪刀在布条上剪出一个小缺口，然后沿着缺口撕开布条，其原理和食品包装袋是一样的。
既然应力集中给我们的生活带来了这么多的便利，那是不是应力集中越多越好呢？其实并不是，在工程上，基本都需要避免应力集中。
像那些大桥，飞机，机床，建筑等大型工业结构，为了保证其坚固耐用寿命长，容易发生应力集中的地方如铆钉连接都需要特别地注意。
所以工字钢并不是标准的工字型，在直角处都改造成了弧线形过度，就是为了防止工字钢因应力集中而断裂。
工程上的这些问题可比生活中的小问题严重得多，一个小问题都有可能导致重大的事故。
曾经有一起飞行事故：飞机起落架里的一个小零件由于应力集中而发生断裂，卡在那里，导致起落架无法放下。
不过还好，凭借飞行员高超的技术最终还是平安降落了。
二：动载荷
这里其实运用到了冲击载荷的知识。
自由落体冲击是的动荷因数为：
假设我们突然站上体重计时h=0，那么动荷因数就为2，也就是说站上去的那一瞬间给体重计加的动载荷是我们正常体重的2倍，所以我们能看到体重计示数一下升到一百多公斤。
不过，这样的动载荷其实并不好，如果经常这样称体重，容易损坏体重计。
同样的还有一个例子就是在乘电梯时也应该注意不要上下乱跳。
有时和小孩一起乘坐电梯的时候会看到调皮的小孩在电梯里
乱跳，这时我们会明显感觉到电梯剧烈地抖动，甚至还会害怕拉
电梯的绳索崩断。
可是小孩并不是太重，为什么能让电梯有如此
大的反应呢？我们通过上述的动荷因数来分析一下：假设是一个小学生，他的体重是30公斤，这时他已经跳起在半空中，一个小学生大概跳0.2米。
因为他在半空中，所以这时他对电梯的作用载荷为0，落回电梯上时，动荷因数为2.007，也就是2。
那么他将给电梯带来600牛的动载荷，而起跳前向下蹬时也会给电梯带来这么多的动载荷。
电梯在相差600牛的两个载荷之间来回转换，对拉电梯的绳索也是一次次的冲击力，假如这个电梯质量并不是非常好，绳索很容易就断了，那么就会造成惨重的人员伤亡和经济损失。
因此我们乘坐电梯时应该安安静静地乘坐，不能在电梯里打闹，上蹿下跳，为了自己，也为了他人的安全。
曾经看过一个电视节目，上面有一个游戏，让参
与者把一枚鸡蛋抛过头顶，然后用一个陶瓷盘子接住鸡蛋，但不能让鸡蛋破碎。
当时很多人都是把鸡蛋往上一扔，傻傻地站在那等，结果无一例外，鸡蛋全都碎了。
最后有一个聪明的观众站出来，他把鸡蛋往上一扔，手里的盘子也随鸡蛋移动，当鸡蛋下落时，
手拿着盘子也按着鸡蛋的轨迹慢慢下落，逐渐停稳鸡蛋，成功了。
这里利用的就是减小动载荷的原理。
其他人选择直接接住鸡蛋，h 很大，导致动荷因数大，鸡蛋自然经受不住那么大的动载荷。
而那位观众让鸡蛋从刚下落时就开始作用动载荷，但每次h 都几乎为0，动荷因数几乎都为2。
鸡蛋势能转换为许许多多次动载荷做的功，于是鸡蛋就不会因为瞬间巨大的冲击力而破碎。
然而这些只是防止动载荷方面的一些例子，生活中还
有很多地方恰恰利用了动载荷的特点，从而帮助人们更加
省力，我们最熟悉的就是用锤子敲钉子了。
想要把钉子深
深插入墙壁中，如果用手去按钉子，那就算花很大的力也
不一定能实现要求，而且手会很疼。
我们通常是借用锤子来实现，用力挥动锤子，砸在钉子上，将产生很大的水平冲击力，可以将钉子敲入墙壁。
水平冲击的动荷因数为：
可见，挥动锤子的速度越大，给钉子的动载荷就越大，就越容易将钉子敲入墙壁中。
同样的道理还有打桩机，打桩机利用的是垂直冲击，实现将木桩深深打入地基里。
三：稳定性
稳定性的应用可以说是无处不在。
好多同学都有一把小铁尺，平时课间时会拿出来玩。
当我们给铁尺两端加压时，按道理钢铁是非常坚硬的，不应该被
我们压坏。
然而事实却是，稍微加大一点力，铁尺就会被我们压
弯甚至掰断。
究其原因，我们可以把这个过程简化为两段铰支受
压的模
型。
这时铁尺失稳的临界压力公式为：
铁尺的l和E是固定的，所以临界压力取决于I。
但是铁尺是厚度很小的板状物，从那个最小截面看过去，I是很小的。
因此铁尺沿那个方向失稳的临界压力很小，我们也就可以轻松地掰弯它。
江湖上有一种名叫“钢枪刺喉”的骗人把戏，那些自称刀枪不入的人，表演时
由助手将一根长枪刺向他们的喉咙并挤压，最终长枪断
了，他的喉咙却安然无恙。
没有什么文化的老百姓看了
会觉得很神奇并花钱拜他们为大师，希望传授点秘诀。
然而这些所谓的气功大师并没有什么特别之处，钢枪刺喉也只是一个很普通的把戏。
下面来分析一下这里面的原理。
首先那种钢枪必须得自己准备，枪头必须是钝的，或者说到不足以刺穿人的皮肤的程度即可。
而且表演时并不是顶在喉咙部位，而是顶在喉咙下方的胸骨上，这样就避开了喉部这样的脆弱的部分。
不过最重要的部分就是长枪的柄了，他们准备这个柄的时候肯定是找那些弹性模量特别小的材料，并且做出来的柄也是又细又长。
整个过程也可以简化为两段铰支的模型，而根据上面的公式，他们在准备时增大了l，且减小了E和I，大大减小了失稳的临界压力，这样一来，江湖骗子们轻轻松松地就可以把长枪压断。
其实只要是枪柄选择合理，我们每一个人都可以做到。
以上只是一些普通的失稳现象，而现实生活中，为了保持结构的稳定，我们都需要采取一些措施来防止失稳。
比如对于一些小树苗，它们的树干还不成熟，不够粗壮，也许被大雪一压或者大风一吹，树干就会因失稳而折断。
因此在树木成长的初期，我们通常会在树木周围架起支撑架来保护树木，这个现象在城市里特别普遍，到处都能看到。
由
于是一端固定，一端自由，其临界压力为：
这里支撑架的存在就使得l减小了很多，从而大大提高了它的临界压力，树木便不那么容易倒。
还比如工程上面常见的脚手架和塔吊。
随着楼房的增高，这些工具也必须随着楼房一起升高，而升得越高，l越大，失稳的临界压力就越小，危险性也不断增大。
因此，在工程上通常都是每隔几层楼就将塔吊或脚手架和建筑物本身连在一起，将l控制在安全范围之内。
四：心得体会
上学期的理论力学让我明白的多个物体相互作用时各个点力的大小。
而经过一学期材料力学的学习，我对研究对象的内力有了更深的理解。
首先是一个单独对象的内力。
根据所受力和力矩方向的不同可以分为拉力，压力，剪力，扭矩，弯矩。
再由截面法可以画出杆件的内力图，为后面的研究提供了极大地便利。
可是为了进一步研究这些内力给对象带来了什么样的影响，又引出了应力，应变，变形，位移等概念，利用这些关系就可以列出受力对象之间的变形关系，从而可以解决理论力学无法解决的超静定问题。
再后来又学习了对应力应变的一些分析方法以及稳定性和动载荷的分析研究。
有了这些知识做基础，我对生活中或者工程上的一些问题现象就有了更深的理解，也能通过合理运用这些知识来解释那些现象。
从这门课我真的有学到一些有用的知识，相信在以后工作中定能受益。
在看完材料力学漫谈系列讲座之后，更是对生活中的许多原来不懂的现象有了新一层次的认识。
老师在短短六集的讲座中列举了50几个例子，从古代兵器到现代雕刻，从自然生物到房屋建筑，从先秦栈道到工程大桥，从安全事故到保护措施，几乎涵盖了生活的方方面面。
而且讲课风格也很风趣严谨，引人深思。
感谢材料力学，人类的进步和材料力学息息相关。
南京航空航天大学。