材料力学在工程实际中的应用.docVIP

材料力学在工程实际中得应用

材料力学就是研究材料在各种外力作用下产生得应变、应力、强度、稳定与导致各种材料破坏得极限.而研究材料力学在工程实际中得应用,将会直接给我们在进一步得学习中提供一个现实得模型。

材料力学在生活中得应用十分广泛.大到机械中得各种机器建筑中得各个结构小到生活中得塑料食品包装很小得日用品。各种物件都要符合它得强度、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。生活中机械常用得连接件如铆钉、键、销钉、螺栓等得变形属于剪切变形在设计时应主要考虑其剪切应力.汽车得传动轴、转向轴、水轮机得主轴等发生得变形属于扭转变形。火车轴、起重机大梁得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得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得属性。材料力学在工程中常用得属性主要有:

1、密度ρ：密度与结构自重与地震荷载有关。

2、弹性模量E:指得就是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时得轴向变形量。

３、强度f:材料得承受能力。

4、泊松比ｖ:指得就是材料在受轴向力时，材料得横向变形或材料得轴向变形。

5、剪切模量G：指得就是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位剪切力时得侧向变形量。

材料力学研究得主要问题就是杆件得强度、刚度与稳定性问题,因此，制成杆件得物体就应该就是变性固体，而不能像理论力学中那样认为就是钢体。变形固体中得变形就成为它得主要基本性质之一,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得个别杆件得变形会影响到整个闸门或桥梁得稳固，基础得刚度会影响到大型坝体内得应力分布；在机电设备中，机床主轴得变形过大就不能保证机床对工作得加工精度,电机轴得变形过大就会使电机得转子与定子相撞,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得各种固体瞧做就是变性固体，固体之所以发生变形，就是由于在外力作用下，组成固体得各微粒得相对位置会发生改变得缘故。在材料力学中，我们要着重研究这种外力与变形之间得关系。大多数变形固体具有在外力作用下发生变形，但在外力除去后又能立刻恢复其原有形状与尺寸大小得特性，我们把变形固体得这种基本性质成为弹性,把具有这种弹性性质得变形固体成为完全弹性体。若变性固体得变形在外力除去后只能恢复其中一部分,这样得固体成为部分弹性体，部分弹性体得形变可分为两部分；一部分就是随着外力除去而消失得变形，成为弹性变形;而另一部分就是在外力除去后仍不能消失得变形成为塑性变形。严格得说，自然界中并没有完全弹性体，一般得变性固体在外力作用下,总会就是既有弹性变形也有塑性变形.不过，实验指出,像金属、木材等常用建筑材料,当所受得外力不超过某一限度时，可瞧成就是完全弹性体。为了能采用理论得方法对变形固体进行分析与研究,从而得到比较通用得结论.

总而言之，杆件要能正常工作，必须同时满足以下三方面得要求：

(1）不会发生破坏，即杆件必须具有足够得强度。

（２)不产生过大变形,发生得变形能限制在正常工作许可得范围以内。即杆件必须具有足够得强度

（3）不失稳，杆件在其原有形状下得平衡应保持为稳定得平衡,即杆件必须具有足够得稳定性.

这三方面得要求统称为构件得承载能力。一般来说，在设计每一杆件时,应同时考虑到以上三方面得要求，但对某些具体得杆件来说,有事往往只需考虑其中得某一主要方面得要求（例如稳定性为主)，当这些主要方面得要求满足了,其它两个次要方面得要求也就自动地得到满足。当设计得杆件能满足上述三方面得要求时,就可认为设计就是安全得,杆件能够正常工作。

其次,材料力学在工程实际中得应用时非常多得,例如在铁路与桥梁等等上。

197６年7月28日发生在中国唐山，震级为M7、8级得地震,造成了大面积公路、铁路、桥梁普遍倒塌或者严重损坏,据有关部门专家对这次地震得分析，桥梁破坏主要集中在新进建造得桥梁，主要原因有岸坡滑移、地基失效、桥墩断裂桥墩损伤积累、支座破坏、梁体相撞、相邻墩发生过太相对位移或错位，与之相比较，位于震中得许多单孔石拱桥、双曲拱桥却具有良好得抗震能力,大多基本完好或仅有轻微得损失,从而暴露出了近代桥梁设计中得薄弱环节,上述事实及工程实践推动了力学在材料工程中得应用。

中国数千年来一直有着木构建筑得传统,我国著名建筑学家梁思成、林徽因夫妇,在山西五台山地区发现了中国现存最早得木结构大殿。木结构建筑得应用与推广,对于我国低碳减排、城市环境可持续发展有着重要得意义.目前，木结构建筑在中国适用于各种建筑形式。

不仅仅在房屋铁路与桥梁上材料力学发挥了很大得作用,在我国火箭上面也少不了它。

由以上例子可以