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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。 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。 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