材料力学课程论文
材料力学实践教学(3篇)
第1篇一、引言材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和力学性能的一门学科,它是机械工程、土木工程、航空航天、材料科学等领域的重要基础课程。
材料力学实践教学是理论联系实际的重要环节,通过实践教学,使学生更好地理解和掌握材料力学的理论知识和应用方法,提高学生的实际操作能力和创新能力。
本文将探讨材料力学实践教学的现状、方法及意义。
二、材料力学实践教学现状1. 实践教学条件不足目前,部分高校的材料力学实践教学条件不足,实验室设备陈旧、数量不足,无法满足学生进行实践操作的需求。
此外,实验教材、实验指导书等教学资源也相对匮乏。
2. 实践教学内容单一部分高校的材料力学实践教学内容单一,主要以验证性实验为主,缺乏综合性、设计性实验,无法培养学生的创新能力和实际操作能力。
3. 实践教学师资力量薄弱材料力学实践教学对教师的实践经验和教学能力要求较高,但目前部分高校的实践教学师资力量薄弱,教师实践经验不足,难以满足实践教学需求。
三、材料力学实践教学方法1. 实验教学(1)验证性实验:通过验证性实验,使学生掌握材料力学的基本理论和方法,如拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本力学实验。
(2)综合性实验:通过综合性实验,培养学生的实际操作能力和创新意识,如材料力学性能测试、构件受力分析等。
(3)设计性实验:通过设计性实验,使学生学会运用材料力学知识解决实际问题,如结构设计、优化等。
2. 案例教学通过案例教学,使学生了解材料力学在实际工程中的应用,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
3. 计算机辅助教学利用计算机辅助教学,如有限元分析、仿真模拟等,使学生更好地理解材料力学的理论知识和应用方法。
4. 产学研合作通过产学研合作,将企业实际工程问题引入实践教学,使学生了解材料力学在实际工程中的应用,提高学生的实际操作能力和创新能力。
四、材料力学实践教学的意义1. 培养学生的实际操作能力材料力学实践教学使学生有机会亲自动手操作,掌握实验技能,提高实际操作能力。
浅谈对《材料力学》课程教学改革的思考论文
浅谈对《材料力学》课程教学改革的思考论文浅谈对《材料力学》课程教学改革的思考论文《材料力学》是工科专业学生接触较早的与工程实践相关的专业基础课,为后续课程的学习和解决工程实际问题提供力学理论指导。
这门课程主要培养学生具备工程意识( 安全和经济) ,解决工程实际问题的能力。
《材料力学》虽然是基础课,但是一门较重要的课程,由于其公式繁多,理论性比较强,学习枯燥,这就要求改革传统的教学方法。
本文结合教学实际从教学方法及考核方式等方面作了探讨。
1 教学方法的改革1. 1 将生活和工程实例引入课堂,激发学生学习兴趣材料力学是为生活和工程实践服务的,若教师在讲课过程中,将生活和工程实例引入课堂与材料力学的基本理论联系起来,学生可以意识到所学课程在工程实际中的重要性。
既可以激发学生学习兴趣,还可以强化学生理解和记忆。
以下列举了材料力学在教学中的一些生活和工程实例: 在讲材料力学任务时引入加拿大魁北克大桥在施工过程中由于失稳突然倒塌的例子,提出稳定性要求的重要性[1];劈木柴时,顺着木柴纹路劈易断,沿着横纹劈木柴不易断,提出各向异性的概念等。
通过生活和工程实例的讲解,学生更容易吸收新知识并提高其解决问题的能力。
1. 2 针对杆件基本变形形式,利用对比方法,启发式讲授杆件变形基本形式有四种轴向拉伸和压缩、剪切、扭转和弯曲。
研究轴向拉伸和压缩时,应用截面法先探讨梁上某一截面上的内力,然后研究轴力图,考虑单位面积上的受力情况引入应力的概念,材料力学要应用到工程实践中,考虑到安全性引入许用应力的概念。
杆件轴向拉伸和压缩强度计算可以解决三个方面的问题: 强度校核,确定许可载荷,设计杆件截面尺寸。
同样的.,按照对比、启发式讲授方法,剪切、扭转和弯曲变形也是涉及到内力、内力图、应力、许用应力、强度和刚度计算方面的问题。
利用对比方法,可以把零散的知识集中起来,既减少记忆量,又可以加深对知识的理解。
启发式教学可以大大提高学生的学习兴趣,学生勇于思考和尝试,并验证自己的想法,会有成就感,自信心也会倍增,对教学起着积极地作用。
材料力学论文陕西科技大学
(1)拉伸或压缩变形:起吊重物的钢索、多杆系统的杆件变形等
(2)剪切变形:生活中常用电器中的某些机械连接件的变形,如铆钉、键、销钉、螺栓的变形
(3)扭转变形:汽车的传动轴、转向轴,水轮机的主轴等轴类机械零件的变形。
(4)弯曲变形:火车轮轴、起重机大梁的变形等
3材料的性能
(1)在生活中,材料的性能有其拉伸与压缩的力学性能。材料的力学性能又称作机械性能,是指材料在外力作用下所表现出来的变形、破坏等方面的特性,在生活中及其常见,如各种机械零件由于多年受载荷的影响,发生一定的变形,随着时间的推移,变形量逐渐增大,直至其不能使用。因此,在某些重要机械工厂要进行不定期的安全性能检验,使机械运作效率有所提高,并可以避免机器停止运转的发生或降低其发生频率,以达到较大的经济效益。材料力学知识,在机械制造厂和某些靠大型机械运作的公司中,有广泛的运用。
三 材料与生活
随着高科技的迅速发展,材料中的新元素也得到了迅速的开发和研究,并得到了迅速的发展。材料领域中,复合材料得到了广大人民的亲睐。结构复合材料是用人工方法将高强度、高模量纤维与韧性基体材料结合起来而形成的新型结构材料,由于复合材料的比强度、比刚度、耐热性、减震性和抗疲劳性都远远超过并优于作为基体的原材料,近年来得到了人们的重视,并得到广泛的运用。
关键词:材料力学知识(强度、刚度、稳定性、变形、弯曲等)、生活运用、知识运用
正文:
一:材料力学知识在工程设计中的运用
在工程设计中,大量运用到材料力学的知识,在进行工程设计或机械设计时,要进行材料的选定和各种许用压力的计算,涉及各种材料的强度、刚度、稳定性条件的确定等。好的机械设计结果往往需要得到广泛的力学知识的支持。在机械设计或工程设计时,在考虑材料的强度、刚度、稳定性条件时,要进行综合思考。对于某些特定的构件在设计中要考虑其特殊性,如储气罐主要保证强度,车床主轴主要要求具备足够的刚度,受压的细长杆主要要求其稳定性。但对于某些构件还要进行相反的要求,这些都是基于材料力学的知识进行实际运用和实际分析的。如在生活中为了防止超载,当载荷超出某范围时,安全销将立即得到破坏,又如为了防止振动冲击,车辆的反冲弹簧需要较大的弹性变形。因此,材料力学知识几乎和生活中的每个细节都息息相关。为了进行较好的设计,材料力学知识的广泛运用是必不可少的。
材料力学案例教学实践与研究论文
材料力学案例教学实践与研究论文材料力学案例教学实践与研究论文一、材料力学案例教学的实施(一)以“轴向拉伸和压缩变形”教学内容开展案例教学改变传统的对力学计算模型进行受力和变形分析的方法,而是以教室中的投影仪设备安装为例,让学生代表校方安装负责人的身份进入角色。
如:学校要在原有建筑的教室中安装投影仪设备需要考虑哪些问题?若在新增投影仪设备自重作用时,原有教室承重结构仍能保障安全的前提下,该考虑什么问题?在投影仪设备型号、自重等已知条件下如何选择投影仪吊杆?选择投影仪吊杆要考虑哪些因素,选择什么材料?吊杆截面形式和截面尺寸如何确定?带着这些让学生感觉无从下手又必须解决的现实问题,开始进行吊杆的受力分析和变形分析,然后在学生已学的图学基础上,再进行立面投影,从而抽象出教材上的力学模型;然后借助多媒体现代化教学手段,引申出工程实际中的吊车绳索、斜拉桥的斜拉杆、千斤顶、活塞杆等工程实际问题中具有同样受力特点和变形特点的这一类变形,统称为轴向拉伸和压缩变形。
这样不仅让学生理解了轴向拉伸和压缩变形的基本概念,而且还培养了学生对具体工程问题如何进行受力分析和变形分析的力学思维,树立了学生工程意识和解决工程问题的能力。
在受力分析和变形分析基础上,再就如何选择吊杆材料属性等引出轴向拉伸和压缩试验的必要性和具体试验方法等。
在确定了吊杆选材后,再就如何确定截面形状和截面尺寸及横截面面积大小和杆长短的影响引出研究内力、应力和应变等概念及其强度、刚度条件公式推导等。
然后在学生自己应用强度、刚度条件选取材料和确定截面形状和截面尺寸后,由学生总结发生轴向拉伸和压缩变形这类工程问题的研究方法和考虑的影响因素等。
这不仅理论联系实际,增加了学生学习材料力学的兴趣,也使学生的学习能力和解决工程问题的能力得到了显著的提升,而且这种从学生到工程负责人角色的转变,使其责任感和使命感得到了升华,真正实现了材料力学教学的目的。
(二)以“剪切和挤压变形”教学内容开展案例教学提前预留作业,请学生分组讨论课桌与地面之间连接件螺栓主要的受力特点和变形特点,并讨论:螺栓必须满足什么条件,才能保障课桌的正常使用?举例说明具有这类受力特点和变形特点的连接件还有哪些?这些连接件通常用在哪些地方?课堂上先由各组学生选出代表发表自己组的观点和考虑的.因素等,然后由老师来总结并分析课桌与地面之间连接件螺栓受力特点和变形特点,及为什么考虑主要变形是剪切挤压因素而忽略了弯曲变形等次要因素;再借助多媒体现代化教学手段举出小到生活上用的剪刀,大到工程上用的截筋机、剪板机、汽车轮轴的链接以及土木施工脚手架、机械零件的连接,“泰坦尼克号”等船舶、车辆,航空航天的飞机、宇宙飞船等都离不开小小的螺栓、铆钉和键等连接件。
材料力学专业相关毕业论文范文
材料力学专业相关毕业论文范文材料力学是土木工程专业的一门重要力学基础课,学习好材料力学能更进一步打好工程专业的基础。
下面是店铺为大家整理的材料力学论文,供大家参考。
材料力学论文篇文一:《浅谈土木工程专业材料力学改革》【摘要】结合土木工程专业材料力学课程教学中存在的问题,从卓越工程师的培养目标出发,把CDIO教学理念引入到材料力学教学体系中,从教学内容、教学手段和方法、考核评价等方面提出来了有效的教学改革措施,建立了基于CDIO理念的材料力学教学模式。
该教学模式对于提高学生的学习热情,培养学生的综合实践和创新能力有积极意义,是解决目前土木工程专业在力学教学中遇到问题的一个很好的借鉴途径。
【关键词】CDIO教育理念;材料力学;教学改革;课程考核体系0引言材料力学是土木工程专业的技术基础课,是研究各类工程结构中普遍存在的受力和变形现象的学科,着重培养学生的逻辑思维、分析能力和解决实际问题能力。
一直以来,我国大学中所讲授的力学课程内容大多由前苏联引进的内容,内容陈旧、枯燥、抽象、重理论轻实践。
教学方法多采用灌输式教学,造成课堂气氛死板,有时甚至枯燥无味,大大降低了学生的学习热情。
这些问题不但加剧了学生的学习惰性,也影响到其它课程的学习状况。
针对以上问题,如何为实际工程提供合格的力学人才;如何在材料力学教学中充分调动学生的主动性和积极性;在目前有限的课时下,如何对旧有材料力学课程体系进行合并、筛选等工作已经成为教学改革工作不可回避的事实。
CDIO工程教育理念提倡在实践中学习,在学习中实践,这为该问题的解决提供了一种思路。
1CDIO工程教育模式CDIO模式以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。
CDIO模式强调与社会大环境相协调的综合的创新能力,同时更关注工程实践,加强培养学生的实践能力,因此CDIO工程教育模式是提高大学生的创新和动手能力、推进产学研结合、加强实践教学环节以及加强学生参与交流与合作能力的有效途径。
工程材料力学性能论文毕业论文
11042102 2014
化学与化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ工程系 2011 级金属材料工程 1 班
焦通
年 06 月 18 日
材料力学在非工程方面的应用
一、材料力学知识简介 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; a) 连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积 b) 均匀性假设——在固体内任何部分力学性能完全一样 c) 各向同性假设——材料沿各个不同方向力学性能均相同 d) 小变形假设——变形远小于构件尺寸, 便于用变形前的尺寸和几何形状进
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。 三、材料力学在生活建筑学的运用
随着高层建筑在我国的迅速发展 , 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。 多层和高层建筑结构都要抵抗竖向及水平荷载作用 , 但是在高层建筑中 , 要使用更多的材料来抵抗水平作用 , 抗侧力成为高层建筑结 构设计的主要问题。 在地震区 , 地震作用对高层建筑的威胁更大 , 地震灾害将会给 人民的生命财产造成巨大损失 , 所以抗震设计必须更加重视。在高层建筑结构抗 震理论和设计方法的发展过程中 , 存在着结构刚与柔的争议 , 有的认为结构柔性 一些好 , 因为场地确定后 , 结构愈柔性 , 自振周期愈长 , 地震影响系数越小 , 结构所 受到的地震作用就愈小 , 因此在结构抗震设计时 , 可将结构设计得柔性一些 , 以减 小作用于结构上的地震力 , 从而可以用较少的材料 , 抗御较强的地震 , 既合理又经 济。但有的则认为地震区的高层建筑结构应该刚性一些 , 使结构具有较大的承载 能力 , 可以抵抗较强的地震 , 而且非结构部件的连接构造简单 , 又不易破坏。从过 去的地震经验也可以看出 , 对于一般构造的高层建筑结构 , 刚性比柔性好 , 刚性结 构破坏较轻 , 而且由于地震时的结构变形小 , 隔墙、围护墙及装饰等非结构部件将 得到保护 , 破坏也会减轻。对于柔性结构 , 由于地震时将产生较大的层间侧移 , 不 但主体结构破坏较重 , 非结构部件也将大量遭到破坏 , 造成很大经济损失 , 甚至有 时还会危及人身安全 , 所以高层建筑结构应采用刚度较大的。 四、材料力学在生活桥梁学的运用
材料力学论文
材料⼒学论⽂论⽂常⽤来指进⾏各个学术领域的研究和描述学术研究成果的⽂章,它既是探讨问题进⾏学术研究的⼀种⼿段,⼜是描述学术研究成果进⾏学术交流的⼀种⼯具。
论⽂⼀般由题名、作者、摘要、关键词、正⽂、参考⽂献和附录等部分组成。
论⽂在形式上是属于议论⽂的,但它与⼀般议论⽂不同,它必须是有⾃⼰的理论系统的,应对⼤量的事实、材料进⾏分析、研究,使感性认识上升到理性认识。
材料⼒学论⽂1 摘要:适合的⽊粉填充量、粒径⼤⼩有利于提升⽊塑材料的综合性能;合适基体树脂的选择也有较⼤影响;加⼯⼯艺的类型决定材料的质地、密度, 影响材料强度;原料的改性处理也是提升⽊塑材料的重要途径。
阐述了提升⽊塑材料⼒学性能的微观作⽤机理, 举出了现阶段主要的科研成果, 总结了⽊塑材料发展的不⾜, 并做出了展望。
关键词:⽊塑复合材料; ⽊粉; 基体塑料; 加⼯⼯艺; 助剂; ⽊塑复合材料, 简称WPC, 是由热塑性塑料作为基体材料, 植物纤维作为增强材料复合⽽成的⼀种聚合物基复合材料。
作为⽊塑复合材料的热塑性基体塑料主要包括:PP、PE、PVC、PS等, ⽊粉通常采⽤杨⽊粉、桉⽊粉、⽵粉等。
现阶段⽊塑复合材料的制备⼯艺主要是挤出成型和模压成型, 将⽊粉与塑料经⾼速混合机混合均匀后, 加⼊挤出机中 (通常使⽤双螺杆挤出机) , 熔融共混后从特定形状的出料⼝挤出成型, 或者直接将物料熔融共混后注⼊磨具中压制成型, 最后根据需要可以对成型的⽊塑复合材料进⾏加⼯处理。
⽊塑复合材料现已应⽤于包装、建筑、园林庭院、汽车内饰等领域, 但是⽊塑复合材料的⼒学性能不⾼及耐⽔性能差⼀直限制其更加⼴泛的使⽤, 科研⼈员也致⼒于开发新型的⾼强⽊塑复合材料。
本⽂主要从⽊粉粒径、⽊粉填充量、基体塑料种类、加⼯⼯艺和原料前处理展开, 探究⽊塑复合材料的⼒学性能特点, 并介绍改性研究的发展现状。
1 ⽊粉粒径、填充量对材料⼒学性能的影响 强度反映了材料抵抗破坏的能⼒, 往往是复合材料增强改性的研究重点。
材料力学小论文3000字
材料力学小论文3000字篇一:材料力学小论文材料力学小论文班级:机制 1104姓名:学号:1109331183导师: X X X2021.6生活中的材料力学材料力学在生活中的应用十分广泛。
大到机械中的各种机器,建筑中的各个结构,小到生活中的塑料食品包装,很小的日用品。
各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作,所以材料力学就显得尤为重要。
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。
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。
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。
材料力学通常包括两大部分:一部分是材料的机械性能,材料的力学性能参量不仅可用于材料力学的计算,而且也是固体力学其他分支的计算中必不可少的依据;另一部分是杆件力学分析。
杆件按受力和变形可分为拉杆,压杆受弯曲的粱和受扭转轴。
杆中的内力有轴(杆件)力、剪力、弯矩和扭矩。
杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。
在处理具体的杆件问题时,根据材料性质和变形情况的不同,可将问题分为线弹性问题、几何非线性问题、物理非线性问题三类。
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。
材料力学课程小论文要求
材料力学课程小论文要求一、选题与研究(实验)方案的确定原则上同学们可自由选题。
题目应是针对某一理论问题的讨论研究或根据材料力学的某个原理分析或解决实际工程问题。
同学们选定题目时应控制选题的难度、工作量等。
确定题目和方案后,即可开始小论文工作。
研究小组共同完成选题,共同撰写论文。
同组成员成绩相同。
以小组方式完成论文。
二、方案实施(研究过程)研究过程中鼓励同学们遇到问题及时在同组组员间进行讨论。
研究过程中注意记下详细的步骤、问题与克服方法、原始数据、心得体会等,以及同组组员间的讨论情况。
三、总结(论文撰写)小论文的撰写是对你研究工作的科学总结,而不是一份简单的实验报告,更不是流水帐式的记录。
撰写时应重点说明:你研究了一个什么样的问题,为什么要研究,采用什么方法研究,遇到的困难是什么,如何克服的,通过研究你得到什么结论,还存在哪些问题等。
注意论文各部分之间的逻辑关系。
论文的基本格式要求见附件。
参考文献至少要两篇。
在论文的最后部分,可以写一下你研究过程中的体会、感想,以及对这门课程的意见和建议。
四、交流研讨要求将你的论文内容制作成10 分钟左右的POWERPOINT 幻灯,准备报告并与其他同学进行讨论交流。
注意,你的口头报告成绩由在场的其他组的同学打分。
五、供参考的题目(可以另选题,不受所给题目的限制):1.空心圆环的好处2.用砍刀横截木材,为什么木材的破坏形式呈Y字形3.树木为什么是圆形截面4.伐木的学问6.支反力的几何计算方法6.从鸟类、地面动物和鱼类的骨骼结构看空心结构的合理性7.建筑中的力学概念论述强度、刚度、稳定性的涵义及其在工程结构或机构设计中的重要意义。
8.从强度、刚度、稳定性的角度分析下列失效现象:( a ) 煤气瓶爆炸;( b ) 车削较长的轴类零件时,未装上尾架,使加工精度差;( c ) 水塔的水箱由承压的4根管柱支撑,宛然间管柱弯曲,水箱轰然坠地;( d ) 起重机吊重物时钢索被拉断;(e)吊车梁上的小车在梁上行走困难,好像总是在爬坡;( f ) 积雪压断电线。
材料力学小论文
材料力学小论文h材料力学论文跳水板的性能分析大连理工大学姓名:班级:运船学号:跳水板的性能分析姓名: 班级: 学号:]关键字:跳板;弯矩;剪力;挠曲线;转角;最大冲力;拉力传感器,静态应变仪成果简介:最常见的在跳水比赛中使用的跳水板是个典型的跳板使用例子,其结构和性能的好坏与运动员的比赛安全和水平能否正常发挥息息相关,所以研究跳板的结构和性能有了必要性和时代性。
就目前我们掌握的材料力学的知识和有关的资料,我对跳板的结构和性能进行思考和探索;通过思考和探索,知道了在一定条件下(一定温度一定湿度等条件),怎么通过现有的知识判断:跳板需要什么样的结构和结构是否合理,具有什么性质的材料才能保证跳板工作的安全行性能的可行性。
正文:目前在跳水比赛中使用的三米跳板结构如图:全长4898mm,板宽500mm,前支点到后支点的的距离为1883m,有合金或玻璃钢制成,表面覆盖有防滑材料,其弹性极好。
跳板是末端被固定的杠杆,杠杆原理中有距离支点越远,力臂越长,弹力越大。
在跳板中,运动员会想尽办法让自己最大限度地使用跳板的弹力。
运动员在踩在跳板上,从下蹲到双脚离开跳板上升过程中,从能量转化角度来说是,运动员最终获得的动能并上升,首先是由运动员下减少的蹲重力势能和化学能转化为跳板的弹性势能,其次是起跳过程人的化学能和跳板的弹性势能转为远动员上升时的机械能。
在日常生活中,我们会发现运动员只经过一次上述的过程是不能够上升到足够高的高度来来完成所需完成的比赛动作的,所以一般上述的下蹲起跳动作会不止一次发生,也就是说,跳板还要多次承受向下的冲力的作用(变形也是多次发生,但有一次变形是最大的),这最大冲力和跳板能承受的最大冲力以及如何保证运动员不从板上掉下是我们研究的主要问题。
假设运动员的重力为G(跳水板的重量不大,为了方便分析就忽略了),跳板的长度为L,宽度为b,许用应力为,,,跳水板截面的面积A,截面型心纵坐标Y,型心主惯性矩I, 现在对跳板的受力如图:其扭矩图为:弯矩图为:剪力图为:各点由于平面弯曲引起的应力变与弯矩的关系为:如图,拉力传感器连在跳板端点处,这样施加不同的拉力值时,不同截面的应变值就可以通过静态应变仪测得。
材料力学论文【范本模板】
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。
研究材料在外力作用下破坏的规律;为受力构件提供强度,刚度和稳定性计算的理论基础条件;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。
20世纪产生的另一些高新技术,如核反应堆工程、电子工程、计算机工程学.虽然是在其它基础学科指导下产生和发展起来的,但对材料力学都提出了各式各样的,大大小小的问题。
材料力学小论文竹竿性能分析
材料力学小论文竹竿性能分析竹子外形和截面性能的力学分析选课序号100 姓名杨建成学号2220133836摘要:略约200字一引言在日常生活中,随处可见竹子,竹竿可视为上细下粗、横截面为空心圆形的杆件。
这样的形状赋予了竹子很强的抗弯强度。
二力学分析材料力学的任务是在满足强度、刚度和稳定性的要求下,以最经济的代价为构件确定合理的形状和尺寸,选择适宜的材料,为构件设计提供必要的理论基础的计算方法。
换句话说,材料力学是解决构件的安全与经济问题。
所谓安全是指构件在外力作用下要有足够的承载能力,即构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。
所谓经济是指节省材料,节约资金,降低成本。
当然构件安全是第一位的,降低经济成本是在构件安全的前提下而言的。
实际工程问题中,构件都应有足够的强度、刚度和稳定性。
本文以竹子为研究对象,其简化力学模型如下图所示。
竹子体轻,质地却非常坚硬,强度比较高,竹子的顺纹抗拉强度170Pa,顺纹抗压强度达80Pa 单位质量的抗拉强度大概是普通钢材的两倍。
根据材料力学,弯曲正应力是控制强度的主要因素,自然界的竹子经常受到来自风的力,主要是弯矩,主要是弯曲正应力。
从公式可以看出,当弯矩一定的时候,正应力与惯性矩正反比。
截面为实心圆的对中性轴的惯性矩,大部分树木都是这种结构。
(假设实心和空心竹子的横截面)2.1 竹子的弯曲强度分析根据材料力学的弯曲强度理论, 弯曲正应力是控制强度的主要因素, 弯曲强度条件为maxmax []zM W σσ=≤ (1)横截面如上图所示。
实心圆截面和空心圆截面的抗弯截面模量分别为:332W d π=实 (2)341132()()D W D Dπαα=-=空 (3) 式中,d 是实心杆横截面直径,D 和D 1分别是空心杆横截面外径和内径,1D Dα=为空心杆内外径之比。
当空心杆和实心杆的两横截面的面积相同时222144(=)D d D ππ- (4)可得 2222211((=))D D d D α-=- (5)2=1-d D α (6)把上式代入式(2),得34232322(1-11-W 1321W 11-)32空实()D D απαααπ+==> (7)空心圆截面的抗弯截面模量比等截面积的实心圆截面的抗弯截面模量大,并且空心圆截面杆的内、外直径的比值α越大,其抗弯截面模量越大,杆的抗弯强度越高。
材料力学性能论文
《材料力学性能》学习之收获与体会通过开学至今近两个月对材料力学性能的学习,对本课程学习内容作出以下总结:一、材料的拉伸性能:拉伸试验虽然是简单的、但却是最重要的应用最广泛的力学性能试验方法。
拉伸试验可以测定材料的弹性、强度、塑性、应变硬化和韧性等许多重要的力学性能指标。
这些性能指标统称为拉伸性能。
它是材料的基本力学性能。
根据拉伸性能可以预测材料的其他力学性能。
本章主要介绍了在室温大气中,在单向拉伸载荷作用下,用用光滑试件测定的具有不同变形和硬化特性的材料的应力-应变曲线和拉伸性能参数。
二、弹性变形与塑性变形:任何构件在服役过程中都要承受一定的应力,但又不能产生塑性变形。
对于某些零构件,例如精密机床的构件,即使是微小的弹性变形也不允许,否则就会降低零件的加工精度。
零构件的刚度决定于两个因素:构件的几何和材料的刚度。
表征材料的力学性能指标是弹性模量。
当应力超过极限,金属就开始塑性变形。
塑性是材料的一种非常重要的力学性能。
正是因为金属有塑性,才能利用不同的加工方法将其制成各种几何形状的零件。
在加工过程中,应当提高材料的塑性,降低塑性变形应力——弹性极限和屈服强度。
在服役过程中,应当提高材料的弹性极限和屈服强度,使零构件能承受更大的应力,同时也要有相当的塑性以防止脆性断裂。
本章联系金属的微观结构讨论了弹性性能、弹性不完善性、塑性变形、应变硬化及有关的力学性指标和测定方法以及它们在工程中的实用意义。
三、其它静加载下的力学性能:机械和工程的很多零件是在扭曲、弯矩或轴向压力作用下服役的。
因此,需要测定材料在扭转、弯曲和轴向压缩加载下的力学性能,作为零件设计,材料选用和制订热处理工艺的根据。
若不考虑零件服役时的力学状态,采用不恰当的力学性能指标来评价材料,很有可能造成材料选用不合理,热处理工艺不当,以致零件的早期失效。
在工程中往往还应用一些低塑性、以至脆性材料,如高碳工具钢、铸造合金和结构陶瓷等,制作工具和零件。
材料力学课程论文
关于剪切模量G、弹性模量E和泊松比v的关系证明及其应用姓名:学号:班级:摘要:众所周知,材料力学在工科专业中发挥着不可忽视的重要基础作用,前人们也对此进行了深入的研究和探索,为我们现在的快速计算打下了良好的基础,胡克定律的发明极大方便了弹力的计算,而剪切模量、弹性模量和泊松比的发现也方便了我们对应力的计算,三者关系的得出更是提升了我们的计算效率。
本文首先对剪切模量、弹性模量和泊松比的重要意义进行了说明,然后证明了三者之间的关系,最后简要谈一些相关应用。
关键词:剪切模量、弹性模量、泊松比、应用引言:笔者在学习《材料力学》到第四章扭转时,学到了弹性胡克定律:σ=Eε,式中σ为正应力,E为弹性模量(Young's Modulus),ε为线应变;泊松比:v=ε1ε2,式中v为泊松比(Poisson's ratio),ε1为横向线应变,ε2为轴向线应变;剪切胡克定律:τ=Gγ,式中τ为切应力,γ为切应变,G为切变模量(shear modulus)。
笔者又看到,对各向同性材料,材料的三个弹性常数:弹性模量E、泊松比ν和切变模量G之间存在下列关系G=E2(1+ν)。
但是教材中并没有给出证明,当时才疏学浅,无法证明,但是笔者当学习到第八章时,有了一些个人见解。
刨根问底是笔者的一贯风格,为此,笔者对本公式进行了探讨证明。
剪切模量是材料常数,是剪切应力与应变的比值。
又称切变模量或刚性模量。
材料的力学性能指标之一。
是材料在剪切应力作用下,在弹性变形比例极限范围内,切应力与切应变的比值。
它表征材料抵抗切应变的能力。
模量大,则表示材料的刚性强。
剪切模量的倒数称为剪切柔量,是单位剪切力作用下发生切应变的量度,可表示材料剪切变形的难易程度。
[1]材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。
弹性模量的单位是达因每平方厘米。
[2]泊松比是材料横向应变与纵向应变的比值的绝对值(即比值的负数),也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。
材料力学小论文
2.1
查阅相关资料,并结合书本知识,先讨论均布载荷为横向轴对称的情况,并做出如下基本变形假设:
1)板弯曲时其中面保持中性,即板中面内各点无伸缩和剪切变形,只有沿中面法线 的挠度,只有横向力载荷;
2)变形前位于中性面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同一法线上,且法线上各点间的距离不变;
3)平行于中性面的各层材料互不挤压,即板内垂直于板面的正应力较小,可忽略不计。
4.3
本文通过查阅相关文献得到受均布载荷圆形薄板挠度的相关计算公式,再应用到两种简单的约束条件下,得到了挠度的计算公式。但是由于模型约束强度选取不同,简单支座的挠度计算公式与资料中的结果有差别,但误差并不大,在一定范围内可以得到好的结论。
则据此,使用有限元法可以推得受轴对称横向载荷圆形薄板小挠度弯曲微分方程为:
或
其中Fs为距圆心距离为r处的横向剪力,对D有:
其中h为圆形薄板的厚度,μ为材料的泊松比。
2.2
将圆形薄板加上集度为q的均布载荷,如图所示:
则由静力学平衡方程有:
带入挠度微分方程有:
对上式中的变量r连续Байду номын сангаас次积分得:
由于r=0处的w应该为有限值,则应该有C2=0,最终得到:
固定支座时,最大挠度在中心,为:
简单支座时,最大挠度在中心,为:
4.2
1)可见固定支座时的最大挠度要小于简单支座时的情况,所以若要减小变形,应采用固定支座的约束形式,工程中一般使用的都是介于固定和简单之间的约束。
2)在板材的材料和载荷都确定的情况下,减小半径和增加板的厚度都能够减小挠度,从而减小变形。
材料力学小论文
圆形薄板小挠度
12151196梁桐
1
在材料力学课程中,第七章主要内容是梁的弯曲变形,通过对梁进行有限元分析,导出了梁在不同约束、不同受力情况下的小挠度公式。但是在实际的工程应用中,还有另外一种比较常见的情况——薄板的受力,书中没有讨论。本文将就一种特殊情况,即圆形薄板受均布载荷情况下的小挠度计算分析。
材料力学论文
一:变形几何关系前提假设:1. 横截面不变并且有一个与外加力偶M 垂直的对称轴。
2. 材料是均匀各向同性,并且受载时是线弹性的。
3. 受力偶作用时,横截面仍保持为截面。
取出梁的微段为一个隔离体,应力作用时的材料变形,而两横截面将转过一个δθ,那么纤维条的总长度变为2δθy ,求得纤维b-b 的应变:2/[()]y d y εδθθρ=+定义2δθy/d θ=B对于任意的微元均是常数,于是 /()B y y ερ=⋅+二:物理关系 由胡克定律:yE EB y σερ=⋅=⋅+ 故:()y EB yσρ+=三:静力关系横截面上的内力应与截面左侧的外力平衡,在纯弯曲的情况下,截面左侧的外力对Z 轴的力偶Me因此F N =0N A F dA σ==⎰即:0N A y F EB dA y ρ==+⎰0A A dA y ρρ-=+⎰1AA dA y ρρ=+⎰ 2A A y M ydA EB dA y σρ==+⎰⎰222A y EB dA y ρρρ-+=+⎰2[()]A EB y dA y ρρρ=-++⎰2[()]A A EB y dA dA y ρρρ=-++⎰⎰ ()z A A EB S ρρ=-+ 即:()z M y S y σρ+=()yz M S y σρ=+dA bdy =Sz bha =2()Mybha y σρ=+中性轴位置:0A A dA y ρρ-=+⎰dA bdy =A bh =22h a h a b bh dA y b ρ+-+=+⎰(1)(1)21h h h h e e a e ρρρρ--+=- 21h h h e ρρ=+--。
材料力学论文
材料力学课程设计汽车工程学院 420505班一材料力学课程设计的目的1.使学生的材料力学知识系统化,完整化。
2.在系统复习的基础上,运用材料力学的知识解决工程中的实际问题。
3.由于选题力求结合专业实际,因而课程设计可以把材料力学的知识和专业需要结合起来。
4.综合了以前所学的各门课程的知识,是相关学科的知识有机的结合起来。
5.初步了解和掌握工程实际中的设计思想和设计方法。
6.为后续课程的教学打下基础。
二材料力学课程设计的要求1.设计计算说明书的要求设计说明书是该题目的设计思想,设计方法和设计结果的说明,要求书写工整,语言简练,条理清晰,明确,表达完整。
具体内容如下:〈1〉设计题目的已知条件,所求及零件图。
〈2〉画出构件的受力简图,按比例标明尺寸,载荷及支座等。
〈3〉静不定要画出所选择的基本静定系统及与之相关的全部求解过程。
〈4〉画出全部内力图,并标明可能的各危险截面。
〈5〉危险截面上各种应力的分布规律图及由此而判定各危险点处的应力状态图。
〈6〉各危险点的主应力大小及主平面位置。
〈7〉选择强度理论并建立强度条件。
〈8〉列出全部计算过程的理论根据,公式的推导过程以及必要的说明。
〈9〉对变形及刚度分析要写明所用的能量法计算过程及必要的内力图和单位力图。
〈10〉疲劳强度计算部分要说明循环特征。
2.分析讨论及说明部分的要求:〈1〉分析计算结果是否合理,并分析其原因,改进措施。
〈2〉提高改进设计的初步方案及设想。
〈3〉提高强度,刚度及稳定性的措施及建议。
3.程序计算部分的要求:〈1〉程序图框。
〈2〉计算机程序(含必要的语言说明及标识符说明)。
〈3〉打印结果(结果数据要填写到设计计算说明书上)。
设计题目传动轴的材料均为优质碳素结构钢(牌号45),许用应力[ ]=80MPa,经高频淬火处理,σb=650MPa ,σ1-=300MPa ,τ1-=155MPa 。
轴的表面,键的槽均为端铣加工,阶梯轴的过渡圆弧r 为2mm ,疲劳安全系数n=2. 要求:1. 绘出传动轴的受力简图。
通过教学改革提高材料力学课程教学质量论文
通过教学改革提高材料力学课程教学质量论文材料力学是工科院校的一门重要的技术根底课,起着承上启下的作用,不管在土木建筑、机械工程还是矿业工程等专业领域中都有着重要的应用。
材料力学是学生最早接触的与工程实际密切联系的技术根底课之一(一般在大二下学期开课),其课程内容本身对各专业的后续课程(包括其他专业技术根底课、专业课)有直接的影响;此外,这门课程的另外一个目的是培养学生独立学习的能力、创造学习的能力,这对于学生今后的学习、工作更为重要。
随着教学改革的不断深入以及课程学时逐渐减少这一客观现实,有必要改进教学方法,以到达教学根本要求。
针对材料力学课程的特点及学生的情况,我们探索进展了材料力学的教学改革的方法和实践。
我们在课程中删减了一部分与大学物理重复的内容,引入复合材料力学、弹塑性力学等近代力学知识(在以往讲授梁的弯曲变形问题时,主要以钢、铸铁为材料的矩形截面梁、工字形截面梁等为例。
我们在改革实践中引入了复合材料力学的部分内容;在介绍“构件的交变应力”这一章中引入了“疲劳与断裂”——断裂力学的部分内容等一些现代科技成果),通过传统授课内容的修订,删减部分陈旧的、与其他课程重复较多的内容,极大地减轻了学生的负担;增加了一些力学学科的现代科技成果介绍(包括各专业技术领域中现代力学的应用),调动了学生学习力学课程的兴趣与学习积极性。
各种教学手段,既有其优越的一面,也有其不可防止的弊端。
而发挥其长处,弥补其缺乏,实现各种方法的互补性,是选择教学手段的依据。
在教学实践中我们采用了多种教学手段,改革传统的教学方法,用最适当的方式使学生以极大热情学好材料力学知识,提高分析问题、研究问题、解决问题的能力,培养学生的创新精神及创造能力。
提高了材料力学课程的授课效果及教学质量。
(一)采用启发式教学,培养学生发现问题,研究问题的兴趣“坏的教师讲授真理,好的教师教学生发现真理。
”采用启发式教学,在讲课过程中为学生创造积极思维的必要条件,教师讲课时不必什么都要讲,什么都要细,可以在一些适当内容上为学生留下思维空间,由学生自己得出结论,甚至是一些重要结论。
材料力学小论文
《材料力学书》中的若干模糊之处【摘要】:材料力学的知识与我们的生活密不可分,为了更好地学好材料力学的知识,本文简要从读者的角度对现学的《材料力学》书中的若干含糊之处加以改进和理解。
【关键词】:代数和,叠加法,斜弯曲,卡氏定理,静不定结构。
【序言】学习的目的就是为了更好地解决问题,因此我们并不是一味的学,而是在学习的过程中发现问题,对于大连理工大学出版社出版的《材料力学》这本书,我认为总体上来说是很好的,但也有不尽完美之处。
我从一个学生一个读者的角度,并根据自己在学习的过程中所遇到的困惑,根据自己的理解和解决的办法对之加以改进,由于能力有限很可能有不妥之处,还请谅解。
【正文】一、代数和书中多次提到代数和这个概念,如拉压杆任意横截面上的轴力,数值上等于该截面任一侧所有外力的代数和。
其实真正理解了这个代数和后对今后材料力学的学习都是很有帮助的,但是在老师未讲解之前我真的不理解。
后来才知道所谓代数和是对于远离截面的取正值指向截面的取负值所有外力的和。
如图(a)(a)m截面的轴力F N=F1=F2-F3+F4。
因为截断看左面F1是远离截面的,所以为正,截断看右面F2F4远离截面F3指向截面所以F2F4取正F3为负值。
将他们直接相加即为m截面的轴力。
此方法对某一截面的扭矩、弯矩、剪力同样适用,只是要分清何种条件是正值何种条件是负值就行了。
这样可以极大程度上提高做题速度。
二、叠加法当学到P107页时,真正的叠加法应用的例题。
当时我看【例7-5】看了了很久,因为没看懂为什么要将外身段切断后代之以悬臂梁,如图(b)。
(b)我是这么思考的,既然都是简化为一个力矩和一个力为什么非得是悬臂梁呢?固定铰支座就不行吗?立例题的解答过程很含糊就是说将外伸梁看做悬臂梁。
这个问题我同学也问过我,就是不理解为什么切断后就是固定端,后来经过过我慎重思考,终于知道是为了让其转角和挠度相对于其于左端连接部分为0。
这样子才满足实际的变换。
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问题一:许可载荷试验分析
在本学期材料力学的学习过程中,有幸继续在叶敏老师的班上学习,本学期中叶老师延续去年理论力学课通过设计试验来锻炼学生动手操作能力的教学方式,设计了“许可载荷试验”这样一个项目。
题目即用A4纸制作成如图形状
的,测试其许可载荷。
并通过裁剪制
作出符合要求的纸形。
在制作过程中,为了使数据更有
规律性,同时制作起来更方便,我们
选取中间为正圆弧,并且两侧对称。
根据圣维南定理,可以推测中间
受力基本均匀,且中间最窄,应力最大,最先断。
试验也得以验证。
数据分析,我认为误差20克是很难达到的。
分析如下:
1.中间裁剪误差:
中间受力均匀,可假设中间的应力σ=m*g/S,S为中间的截面
面积,许可应力为固定值,S与宽度d成正比,所以所能承受
的质量m与d成正比。
根据数据对应关系,d=2cm时,m至少
为4kg(实际值大概在7至8kg),根据正比关系,每毫米的
误差在200克以上,也就是说裁剪时误差超过一毫米,则误
差就会超过200克,相对于要扣除50分。
而实际学生使用的
制图工具精确度为1毫米,所以可见,误差难以控制。
2.平行度误差
根据线性分析,所测质量为1Kg
时,纸条中间宽度在3毫米左右
(根据纸质不同),而两次受力
区域宽度为6cm,是中线宽度的
20倍。
及受力不是竖直方向,对于三毫
米的宽度,是非常容易出现撕裂
的现象,两侧不是同时断,即应力不均,使m偏小。
纸质为
纤维,更容易出现内部结构变动,从而不满足材料力学连续
性、各项同性等的假设。
综上,容易出现误差的地方也是试验中必须控制的因素。
为保证试验进行正常,需使两侧对称,尽量裁剪精细,同时两侧受力务必平行,否则影响会非常大。
桶装水瓶体设计分析
桶装水日渐成为人们生活中
的一部分,尤其是公共场合更是
普遍应用。
细观桶装水的瓶体,
可以发现桶装水形式虽然很多,
但很少桶体中间是完全平的。
很
多都会在中间设计突起。
工业设计自然不会随意设计,必然有其特别之处。
首先直观来说,这样的突起对于搬运、放
置到饮水机上等都很有帮助,可以防滑,有突
起作为受力点,便于发力。
直觉上也会显得凹
凸有致,从而提升美观度。
这样的设计必然会增加加工难度,因此,
肯定有更重要的作用,及力学上、结构上的作用。
对桶可能的受力进行分析:
1.首先表示水的内力。
一般的桶装水容量都将
近20升,折合20Kg,那么会形成200N的重
力,同时内部压强也会达到ρgh≈5kPa(h
按0.5m计算),对于重力,通过加厚底部,
以及底部的突起,增大的了受力面积。
内部形成的压强转化成对周围的环形压力,圆形的外形结构,
使受力更均匀,中部压力较大,而成本制
约着桶壁的材料使用量,桶壁一般都会适
当做的薄一些,但又要保证受力的稳定性,
因此设计这样一个凸起(一般会略加厚)
可以加强桶壁。
另外因为沿凸起的环也有
力,所有会对两侧桶壁形成如右图方向的
力,则凸起就向一个箍一样箍住桶壁,
使之强度得到加强。
2.水平外力作用。
搬运过程或者在饮水
机上放水时,外力或者大气压会作用
在桶壁上,给桶水平方向的力,当这
些力不能和水对外的压强抵消时,就
会作用在桶壁上。
因为凸起的存在,会在凸起处引起向外的
力,从而减轻变形。
综上可见,桶装水外形设计中融合了很多力学知识,而在桶的材料选择上多采用PET或PC,这些塑料也有较大的强度,从而使水桶不会像塑料瓶那样“脆弱”。