工程力学论文

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学了工程力学后,我们对许多物体和结构的设计有了新的理解,能够解释构件设计成其固有形状的原因,可以说明清楚生活中的一些力学现象;也体会到了工程力学的实用性以及应用的广泛性。
参考文献
[1] 材料力学在生活中的应用 中华文本库
[2] 对材料许用剪应力的研究 甘肃科学学报 Jo urnal of Gans u Sci ences 第20 卷 第4 期 2008 年12 月 刘大为
生活中处处都是工程力学在材料中的应用,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,而它也是学习材料方面的基础,是最关键的一门学科,以后学习工作的一种工具。
实例
1)当驱动工作台向右移动时,油缸活塞上的压力和工作台的阻力使 活塞杆受到压缩。同样,内燃机(图三)、空气压缩机、蒸汽机的连杆也是受压杆件。还有,桁架结构中的抗压杆、建筑物中的柱也都是压杆。现以图四所示两端铰支的细长压杆来说明这类问题。设压力与杆件轴线重合,当压力逐渐增加,(图二•油缸活塞上的压力)
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。
(图三•内燃机受压) (图四•受压无变形)
(图五·板条侧向弯曲)
2)拉伸、弯曲、扭转以及剪切是杆件的4种基本变形,对于扭转、剪切以及横弯曲(大多数情况下的弯曲变形)这3种变形,杆件的横截面存在剪应力[1 ,2 ] ,可以注意到,对于同一种脆性材料,这3种变形的许用剪应力是相等的;而对于同一种塑性材料,这3种变形的许用剪应力并不相等,具体的情况是:扭转和横弯曲这两种变形的许用剪应力仍然相等,而剪切变形的许用剪应力则高于扭转、弯曲这2种变形的许用剪应力.对于这种现象,由于现有文献并没有将扭转、剪切以及横弯曲这3种基本变形的许用剪应力做出联系和比较,因此没有被注意到,相应没有做出合理解释.研究认为应该注意到这种现象,并且做出合Baidu Nhomakorabea解释,进而从中得出能够反映材料内部特性的信息.13种基本变形许用剪应力比较在构件(试件)发生如下3种基本变形:剪切变形(图1)、扭转变形(图2)、弯曲变形(图3)的一种之后,构件(试件)的横截面具有剪应力.
关键词
工程力学材料应用
引言
工程力学在材料中的应用十分广泛,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。
[6] 材料力学 王守新 第三版 大连理工大学出版社
[7] 材料力学。(美)Higdon,Ohlsen,Stiles,Weese,Riley.高等教育出版社
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。
工程力学学习感想
这学期开了工程力学课,我们跟着田老师一起学习了这门课程。刚开始学习时,感觉工程力学还是有点难度的;首先是,有一大串的全新的概念需要我们了解、接受,比如,约束、荷载、二力构件、静定与超静定、许用应力等;接着就是受力分析了,初学时,不是多画了力就是丢了某一个力。后来,在田老师的指导下,慢慢的学会了受力分析。刚心里有一点满足感时,问题又来了,紧接着课程由静力学转入到了材料力学。在材料力学中,受力分析只是基础,除了受力分析外,还要考虑杆件的内力与应力;判断材料的强度以及拉伸变形等等。当然,也有一些客观原因使我们在学习过程中不断遇到问题。第一,工程力学有一次课是安排在星期六的,我们对此都有一点不乐意,未免会给上课带来负面情绪,影响上课的效率。第二,课时较紧,我们工程力学只开了十周的课,由于课时较少,田老师不能不加快进度来给我们上课;再加上我们同学的自觉性不是很强,两方面原因,导致我们只是上课听懂了,课后没有及时的复习,使我们对知识点的掌握不牢固。
[3] 力学中的“自锁”现象探秘 蓝坤彦 选自《物理教师》2008年第12期
[4]Mechanics (3rd Edition) Addison Wesley; 3 edition (January 1, 1971)
[5] 蒋平编著 工程力学基础[M]. 北京 高等教育出版社,2003:168-183
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。
但小于某一极限值时,杆件一直保持直线形状的平衡,即使用微小的侧向干扰力使其暂时发生轻微弯曲(图四a),干扰力解除后,它仍将恢复直线形状(图四b)。这表明压杆直线形状的平衡是稳定的。当压力逐渐增加到一极限值时,压杆的直线平衡变。为不稳定,将转变为曲线形状的平衡。这时如再用微力,(图四c),不能恢复原有的直线形状。上述压力的极限值称为临界压力或临界力,记为Fcr。压杆丧失其直线形状的平衡而过渡为曲线平衡,称为丧失稳定,简称失稳,也称为屈曲。杆件失稳后,压力的微小增加将引起弯曲变形的显著增大,杆件已丧失了承载能力。这是因失稳造成的失效,可以导致整个机器或结构的损坏。但细长压杆失稳时,应力并不一定很高,有时甚至低于比例极限。可见这种形式的失效,并非强度不足,而是稳定性不够。
(构件剪切变形)
结束语
工程力学在材料中的应用非常广泛,除了上面所说的外,还有很多;航天、航空、建筑、机械、交通、能源、材料、环境、生物医学等领域都需要用到工程力学。工程力学中的材料力学部分,是我们本科大学生必须要掌握的基础课程之一。通过学习本课程,我们认识到了工程力学的实用性;在构件的设计、构件材料的选取上有了全新的认识,为以后我们的专业课的学习打下了良好的基础。
工程力学在材料中的应用
摘要:
工程力学一般包括理论力学的静力学和材料力学的有关内容,是研究物体机械运动的一般规律和有关构件的强度、刚度、稳定性理论的科学,是一门理论性和实际性都较强的专业基础课。材料力学主要研究构件在外力作用下的强度、刚度和稳定性问题,在保证既安全又经济的条件下,为构件设计和材料使用提供理论依据。工程力学在材料中的应用十分广泛。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,所以工程力学在材料中的应用就显得尤为重要。
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