材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用:运动篇
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香 蕉 球 原 理
怎样踢出香蕉球?
图一 足球在没有旋转下 水平运动的情形 (在此 图中球正在向下运动) 图二 足球只有旋转而没 有水平运动的情形 图三 「香蕉波」–足球 水平运动和旋转两种运 动同时存在的情形
弧线球的运用
台 球 中 的 弧 线 球
体育木地板要求对地板表层材质进行精选,必须选择软硬适中、 变形量微。长纤维结构(不易起刺)的树种,以免除对运动员皮 肤的伤害。长期以来的实践所证明,枫木为最理想。 枫木地板 性能: 1、含有纤维不容易断裂脱落的特点,以及在变形后仍 可变回原状的优点。同时较长的木纤维和紧密的木纤维结构, 使枫木材料有着很好的弹性和硬度 2、能有效地抗震,减少震 动,隔音; 3、独特的弹力软垫,为坚硬的枫木地板提供独特 的弹性及承受重压、减少运动员在地板上因弹跳所带来的震伤。 枫木以坚韧度高及级数第一见称,每条枫木地板尺寸为56mm 宽,22mm厚,长度由0.2m至2.4m不等,用特制的鱼钩钉在 64mm宽38mm厚1.2m长的松木方上,其底部附有弹力软垫, 平放在预铺有0.08mm厚的防潮胶纸的平整地面上。 特点: 1. 不翘曲变形, . 不伤原地面; 2. 环保健康; 3. 不滋生白蚁; 4. 防静音功能; 5. 无施工污染; 6. 可拆装、维护、保存;
对乒乓球旋转的力学分析
——伯努利定理和平行四边形法则
怎么选择一双适合自己双脚的溜冰鞋? 首先先看它的刚性强不强。第一是溜冰鞋的脚踝部分。这一个地方是支 撑身体重量的一个重要部位,它必须要有一定的硬度让练习者在不小心 跌跤的时候,能够使脚踝和小腿维持在一个直线的状况而不会弯曲。因 为弯曲的话,练习者的脚很可能就会因此而扭伤。而除了脚踝的包覆性 要高以外,还要能够有活动的「关节点」。第二点就是看溜冰鞋的底座 部分。所谓的底座就是溜冰鞋下方装置轮子的地方。这地方因为也是承 受着身体大部分的重量,所以也必需要有一定的要求。
材料力学在工程实际中的应用
材料力学在工程实际中的应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、稳定和导致各种材料破坏的极限。
而研究材料力学在工程实际中的应用,将会直接给我们在进一步的学习中提供一个现实的模型。
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。
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穿立柱同时发生拉伸与弯曲两张变形。
说到材料力学,我们首先应该了解它的属性。
材料力学在工程中常用的属性主要有:1.密度ρ:密度与结构自重和地震荷载有关。
2.弹性模量E:指的是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量。
3.强度f:材料的承受能力。
4.泊松比v:指的是材料在受轴向力时,材料的横向变形或材料的轴向变形。
5.剪切模量G:指的是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位剪切力时的侧向变形量。
材料力学研究的主要问题是杆件的强度、刚度和稳定性问题,因此,制成杆件的物体就应该是变性固体,而不能像理论力学中那样认为是钢体。
变形固体中的变形就成为它的主要基本性质之一,必须予以重视。
例如,在土建、水利工程中,组成水闸闸门或桥梁的个别杆件的变形会影响到整个闸门或桥梁的稳固,基础的刚度会影响到大型坝体内的应力分布;在机电设备中,机床主轴的变形过大就不能保证机床对工作的加工精度,电机轴的变形过大就会使电机的转子与定子相撞,使电机不能正常运转,甚至损坏等等。
因此,在材料力学中我们必须把组成杆件的各种固体看做是变性固体,固体之所以发生变形,是由于在外力作用下,组成固体的各微粒的相对位置会发生改变的缘故。
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。
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
谢谢观赏
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。
材料力学在生活中的应用
材料力学在生活中的应用部门: xxx时间: xxx整理范文,仅供参考,可下载自行编辑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。
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。
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。
p1EanqFDPw 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。
材料力学在工程中的实际应用
材料力学在工程中的实际应用目录一、关于拉伸或压缩的强度设计 (2)二、圆轴扭转时轴截面尺寸的设计 (5)1、圆轴扭转时,横截面上的内力偶矩——扭矩 (6)2、圆轴扭转的时候,横截面上的应力、强度条件 (7)3、圆轴扭转时的变形,刚度条件 (8)三、矩形横截面弯曲梁的bxh设计 (9)1、梁的正应力、正应力强度条件 (9)2、梁的切应力、切应力强度条件 (11)四、扭转和弯曲的组合变形轴的设计 (12)五、压杆稳定性校核方面问题 (13)1、弹性平衡稳定性的概念 (13)2、细长压杆临界载荷的欧拉公式 (14)3、三类压杆的临界载荷 (14)4、压杆稳定校核. (15)5、如何提高压杆的稳定性 (16)材料力学在工程中的实际应用材料力学是一门研究构件承载能力的学科。
作为土木建筑类的三大基础学科之一,材料力学是设计工业设施必须掌握的知识。
而在本学期的课程中,我不仅在老师的带领下学到了本学科的内容,更深刻了解到了本学科的严谨和重要性。
材料力学在生活中的应用非常广泛,大到机械中的各种机器建筑中的各个结构,小到生活中的日用产品。
各种物件都要符合它的强度和刚度以及稳定性要求才能够正常工作、保证使用者的安全。
而生活中机械常用的连接件如铆钉、键、销钉、螺栓等的变形均属于剪切变形,在设计时应主要考虑其剪切应力;汽车的传动轴、转向轴的变形则属于扭转变形;火车轴和起重机大梁的变形属于弯曲变形。
但是,往往在我们设计的时候需要同时考虑几个方面的变形,比如说在车床工作的时候,同时发生了扭转、弯曲和压缩三种基本变形。
材料力学在工程中常常会遇到的问题有:一、关于拉伸或压缩的强度设计拉伸和压缩是杆件基本受力与变形形式中最简单的一种,所涉及的一些基本原理和方法也都相对简单,但是在材料力学中有一定的普遍意义。
举例:(1)一些机器和结构中所用到的各种紧固螺栓,在紧固的时候,要对螺栓市价预紧力,螺栓承受轴向拉力就会发生伸长变形(2)斜拉桥承受拉力的钢缆以上这些举例均为轴向拉伸和压缩的日常实例,而我们在解决问题时,通常会将实物简化为如下形式:这样不仅让问题看起来更简单、更直观,也便于将应力的计算最简化,免于误算漏算多算等情况。
材料力学及其应用
材料力学及其应用材料力学是研究材料在外力作用下发生变形、破坏和失效的学科。
它是一门涉及多个学科的交叉学科,涉及到物理学、数学、力学、化学、材料学等各个方面的知识,是材料科学中不可或缺的一环。
材料力学分为宏观力学和微观力学两个方向。
宏观力学主要研究材料在宏观层面上的力学行为,即材料的整体性能,比如承载力、刚度、韧性等。
而微观力学则研究材料的微观结构与力学行为的关系,即材料的内部构成和行为特性,如晶体结构、缺陷行为、能量状态等。
在工程领域中,材料力学是一门极其重要的学科,因为材料是构成所有工程系统和结构的基本组成部分。
无论是桥梁、飞机、汽车、电子产品、建筑、船舶等,它们都需要使用材料。
而材料的物理力学性质会对整个工程系统产生影响,甚至决定了工程结构的可行性和寿命。
举例来说,在桥梁设计中,承载力是一个非常关键的参数。
设计者需要根据桥梁的载荷、跨度、地形等因素来选择材料,并计算出最大承载力。
如果选择的材料刚度不够,那么在实际使用过程中就会出现过度变形、破坏、甚至倒塌的情况。
材料的力学行为也会影响到船舶的设计,特别是它的稳定性。
因此,在船舶设计中,也需要选择符合力学特性的材料。
在汽车工业中,材料力学的应用也起着决定性的作用。
汽车轮胎的制造需要考虑材料的韧性、硬度、抗磨性等多项因素。
汽车制造需要选择多种材料,例如钢材、铝合金、高强度聚合物等,根据不同部位要求设计材料,在提高汽车性能方面发挥着非常重要的作用。
材料力学的应用不止存在于工程领域,也在日常生活中有着广泛的应用。
例如,我们用到的家电、电子产品中,需要选择适合的材料,不仅需要考虑力学特性,还需要考虑电性、热性、磁性等方面的特性。
材料力学的进步,也促进了绿色环保、降低能耗、提高效率等发展。
此外,材料力学的应用还涉及到生物医学、光电子学、航空航天、核能等领域。
例如,生物医学领域需要研究材料的组织成分、力学行为等,以便开发出更好的人工骨骼、人工关节等产品,提高医疗水平和患者痊愈率。
弹性与塑性力学的实际应用
弹性与塑性力学的实际应用弹性力学和塑性力学是材料力学中重要的分支,它们研究材料在受力后的变形行为以及力学性能。
这两个领域的实际应用广泛,涉及到许多重要的行业和领域,如建筑工程、航空航天、汽车制造等。
本文将探讨弹性与塑性力学在实际应用中的重要性和具体例子。
一、桥梁工程弹性力学在桥梁工程中具有重要的应用。
桥梁是连接两个地点的重要交通枢纽,承受着巨大的力和重压。
桥梁的设计和施工必须考虑到材料的弹性变形和应力分布情况。
桥梁结构需要能够在受力后恢复原状,以满足不同条件下的荷载要求。
弹性力学的理论和实践指导了桥梁设计的合理性和稳定性。
然而,桥梁在长期使用过程中也面临着塑性变形的问题。
例如,大型桥梁和高速桥梁常常会受到车辆行驶引起的动力荷载和温度的影响,从而导致塑性变形和局部破坏。
为了保证桥梁的可靠性和持久性,塑性力学的知识和方法在桥梁维护和检修中应用广泛。
通过对桥梁的结构和材料进行分析和评估,可以及时采取措施来防止塑性变形和延长桥梁的使用寿命。
二、航空航天工程在航空航天工程中,弹性与塑性力学的应用尤为重要。
飞机、航天器等航空器件需要在极端的条件下工作,如高速飞行、大气压力和温度变化等。
因此,航空材料必须具备良好的弹性和塑性特性,以确保飞行器的安全和性能。
弹性力学的理论被广泛用于航空器的设计和性能评估。
通过对材料的弹性恢复和应力分析,可以保证飞机和航天器在受力后不会发生永久塑性变形,并且能够承受外界环境的冲击和压力。
同时,塑性力学的知识也被应用于航天器的失效分析和事故调查中,以确定外界因素和材料的塑性行为对飞行器引起的损伤和事故的影响。
三、汽车制造弹性与塑性力学在汽车制造中具有广泛的实际应用。
汽车是人们日常生活中不可或缺的交通工具,对于汽车的安全性、舒适性和经济性要求越来越高。
因此,汽车制造必须考虑到材料的弹性和塑性特性,以提高车辆的整体性能和使用寿命。
弹性力学的理论被广泛用于汽车零部件的设计和制造中。
例如,发动机的缸体、活塞和连杆等构件必须具备良好的弹性特性,以承受高压力和高温环境下的工作要求,同时尽量减少能量损耗和振动噪声。
材料力学在力学学科及工程实际中的应用
材料力学在力学学科及工程实际中的应用知识,单根两端固支梁的刚度为:其中,E为弹性模量,I为惯性矩,L为固支梁的长度,系统总刚度即为=48EI/L3,再根据=,即可求解出系统的理论固有频率,并将其与振动测试设备得到的固有频率相比较,便能验证该实验的精确性。
除了在弹性力学、振动力学等力学学科和专业课程以外,材料力学在工程实际和现实生活中的应用也非常广泛。
例如,如图5利用有限元软件分析结构的强度,其中,材料的属性:包括弹性模量、泊松比等都需要参考材料力学的内容,且分析结果的正确性及其精度,也都可以通过材料力学的理论分析予以证明。
在数控机床强度分析、大型自然通风冷却塔的优化设计中,通常会涉及材料力学的基本概念。
此外,如图6(a)所示,法国著名景点埃菲尔铁塔的形状,也可以利用材料力学中弯曲内力的概念予以解释。
由于铁塔水平风向通常仅受到水平方向风力的作用,因此从单个方向上可以将其等效为悬臂梁受水平风载作用,其在均布载荷作用下的弯矩图如图6(b)所示。
越靠近地面,弯矩越大,要保证结构的强度,对建筑物的尺寸要求就越高。
再考虑塔身自重以及不同高度和不同季节情况下风速的差别等原因,才最终确定了埃菲尔铁塔的形状。
巧妙利用了材料力学中弯矩的概念对建筑结构进行优化设计,这也是它与其他塔型建筑物的最显著区别。
最后,在日常生活中接触到的包装袋会有锯齿形状或者小孔裂缝,方便与人们撕开,这就用到了材料力学中小孔或者缝隙处会发生应力集中的现象。
此外,在汽车、船舶等交通运输工具中,通常会有材料拼接,拼接处由于材料不同,刚度出现急剧变化,此时也会发生应力集中现象,因此,一味增加此处材料厚度往往会适得其反。
这些也都是材料力学在工程实际或现实生活中的应用。
3结束语注释①刘鸿文.材料力学(第三版)[M].北京:高等教育出版社,1992.②徐芝纶.弹性力学上册(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.③徐芝纶.弹性力学下册(第四版)[M].北京:高等教育出版社,2006.④谢官模.振动力学(第二版)[M].北京:国防工业出版社,2022.。
材料力学在工程和生活中的应用
材料力学在工程和生活中的应用当我们学习了材料力学,我们就会发现身边的每一个角落都运用到了材料力学的原理。
事实上,除了生活中用到了材料力学,工程上,材料力学也发挥了很大的作用。
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,就很容易从这里把它撕开。
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。
当我们讨论完这两几个实例后,回头再想想材料力学课程的几大知识点,发现它们之间的联系是那么的密切,实际生活中我们遇到的承载材料一般都不是绝对的拉压杆,轴或者梁,它们往往是几种基本变形的组合,在分析时几乎要用到我们材料力学课程里所有的知识点。
材料力学性能与应用总结
材料力学性能与应用总结在我们的日常生活和工业生产中,材料无处不在。
从建筑结构中的钢梁到汽车发动机的零部件,从电子产品中的芯片到航空航天领域的飞行器部件,材料的性能决定了其应用的范围和效果。
而材料力学性能则是评估材料质量和适用性的关键指标。
材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳性能等。
强度是材料抵抗外力破坏的能力,通常用屈服强度和抗拉强度来表示。
屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力,而抗拉强度则是材料在拉伸过程中所能承受的最大应力。
例如,在建筑领域,高强度的钢材能够承受更大的载荷,使建筑物更加稳固可靠。
硬度反映了材料抵抗局部塑性变形的能力。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
硬度高的材料通常具有较好的耐磨性,如用于制造刀具的高速钢,其硬度较高,能够在切削过程中保持锋利的刃口。
塑性是材料在断裂前产生塑性变形的能力,通常用伸长率和断面收缩率来衡量。
具有良好塑性的材料,如铝合金,在加工过程中容易成型,可以制造出各种复杂形状的零件。
韧性则是材料抵抗冲击载荷的能力。
韧性好的材料在受到突然的冲击时不容易断裂。
例如,汽车的保险杠通常采用具有高韧性的材料,以在碰撞时吸收能量,保护乘客的安全。
疲劳性能对于那些承受周期性载荷的零件至关重要。
长期的反复加载可能导致材料在低于其抗拉强度的应力下发生疲劳断裂。
例如,飞机的机翼在飞行过程中不断受到气流的冲击,其材料必须具备良好的疲劳性能,以确保飞行安全。
不同的材料具有不同的力学性能,这使得它们在不同的领域有着各自的应用。
金属材料,如钢铁、铝合金等,由于其良好的强度和塑性,广泛应用于机械制造、汽车工业、航空航天等领域。
钢铁具有较高的强度和硬度,常用于制造建筑结构和机械零部件;铝合金则具有轻质、高强度和良好的塑性,常用于航空航天和汽车工业中。
高分子材料,如塑料、橡胶等,具有重量轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点。
塑料在电子设备、日用品和包装行业中应用广泛;橡胶则因其良好的弹性和耐磨性,常用于制造轮胎、密封件等。
材料力学的基本知识及应用领域
材料力学的基本知识及应用领域材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和性能的学科。
它是工程学和物理学的重要基础学科,广泛应用于材料科学、机械工程、土木工程、航空航天等领域。
本文将介绍材料力学的基本知识和一些典型的应用领域。
一、弹性力学弹性力学是材料力学的基础,研究材料在外力作用下的弹性变形和应力分布规律。
弹性力学的基本原理是胡克定律,即应力与应变之间的线性关系。
根据胡克定律,可以计算材料的应力、应变、弹性模量等参数,进而预测材料的弹性行为和性能。
弹性力学在工程中的应用非常广泛。
例如,在设计建筑结构时,需要计算材料在外力作用下的变形和应力分布,以保证结构的安全性和稳定性。
此外,弹性力学还可以应用于材料的弹性模量测量、弹性形变的分析和材料的弹性失效分析等方面。
二、塑性力学塑性力学研究材料在外力作用下的塑性变形和应力分布规律。
与弹性力学不同,塑性力学考虑了材料的塑性变形,即材料在超过弹性限度后会出现不可逆的形变。
塑性力学的基本原理是屈服准则,根据不同的屈服准则可以计算材料的屈服强度、塑性应变等参数,进而预测材料的塑性行为和性能。
塑性力学在工程中的应用也非常广泛。
例如,在金属加工中,需要考虑材料的塑性变形,以实现材料的塑性成形。
此外,塑性力学还可以应用于材料的塑性失效分析、塑性变形的模拟和预测等方面。
三、断裂力学断裂力学研究材料在外力作用下的断裂行为和断裂韧性。
材料的断裂是指在外力作用下,材料出现裂纹并扩展至破裂的过程。
断裂力学的基本原理是线弹性断裂力学理论,根据该理论可以计算材料的断裂韧性、断裂强度等参数,进而预测材料的断裂行为和性能。
断裂力学在工程中的应用也非常重要。
例如,在设计结构时,需要考虑材料的断裂韧性,以确保结构的抗断裂能力。
此外,断裂力学还可以应用于材料的断裂失效分析、裂纹扩展的预测和控制等方面。
四、疲劳力学疲劳力学研究材料在交变应力作用下的疲劳寿命和疲劳失效机制。
材料的疲劳是指在交变应力作用下,材料由于应力集中、裂纹扩展等原因导致失效的过程。
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。
材料力学在生活中的应用:运动篇共18页文档
56、书不仅是生活,而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次,但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许,为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处, 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定,就要勇敢地 走到底 ,决不 回头。 ——左
材料力学在生活中的应用ຫໍສະໝຸດ 运动篇16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人,心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
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材料力学在生活中的应用
摘要: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。
关键词:材料力学生活应用
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。
利用材料力学中卸载与在加载规律得出冷作硬化现象,工程中常利用其原理以提高材料的承载能力,例如建筑用的钢筋与起重的链条,但冷作硬化使材料变硬、变脆,是加工发生困难,且易产生裂纹,这时应采用退火处理,部分或全部地材料的冷作硬化效应。
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。
但是工程设计中要特别注意减少构件的应力集中。
在工程中,静不定结构得到广泛应用,如桁架结构。
静不定问题的另一重要特征是,温度的变化以及制造误差也会在静不定结构中产生应力,这些应力称为热应力与预应力。
为了避免出现过高的热应力,
蒸汽管道中有时设置伸缩节,钢轨在两段接头之间预留一定量的缝隙等等,以削弱热膨胀所受的限制,降低温度应力。
在工程中实际中,常利用预应力进行某些构件的装配,例如将轮圈套装在轮毂上,或提高某些构件承载能力,例如预应力混凝土构件。
螺旋弹簧是工程中常用的机械零件,多用于缓冲装置、控制机构及仪表中,如车辆上的缓冲弹簧,发动机进排气阀与高压容器安全阀中的控制弹簧,弹簧称中的测力弹簧等。
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。
生活中处处都是材料力学的应用,它与我们的生活密切相关。
而我们需要一双发现的眼睛,处处留心皆学问,我们需要熟练掌握材料力学的知识才能明白其中的奥秘。
材料力学让我们明白了很多以前生活不能明白的问题。
我们受益匪浅,而它也是学习机械方面的基础,是最关键的一门学科,以后学习工作的一种工具。