生活中的材料力学

生活中的材料力学

罗晖淼

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。不过还好，凭借飞行员高超的技术最终还是平安降落了。

二：动载荷

这里其实运用到了冲击载荷的知识。自由落体冲击是的动荷因数为：

假设我们突然站上体重计时h=0，那么动荷因数就为2，也就是说站上去的那一瞬间给体重计加的动载荷是我们正常体重的2倍，所以我们能看到体重计示数一下升到一百多公斤。不过，这样的动载荷其实并不好，如果经常这样称体重，容易损坏体重计。

同样的还有一个例子就是在乘电梯时也应该注意不要上下乱跳。有时和小孩一起乘坐电梯的时候会看到调皮的小孩在电梯里

乱跳，这时我们会明显感觉到电梯剧烈地抖动，甚至还会害怕拉

电梯的绳索崩断。可是小孩并不是太重，为什么能让电梯有如此

大的反应呢？我们通过上述的动荷因数来分析一下：假设是一个小学生，他的体重是30公斤，这时他已经跳起在半空中，一个小学生大概跳0.2米。因为他在半空中，所以这时他对电梯的作用载荷为0，落回电梯上时，动荷因数为2.007，也就是2。那么他将给电梯带来600牛的动载荷，而起跳前向下蹬时也会给电梯带来这么多的动载荷。电梯在相差600牛的两个载荷之间来回转换，对拉电梯的绳索也是一次次的冲击力，假如这个电梯质量并不是非常好，绳索很容易就断了，那么就会造成惨重的人员伤亡和经济损失。因此我们乘坐电梯时应该安安静静地乘坐，不能在电梯里打闹，上蹿下跳，为了自己，也为了他人的安全。

曾经看过一个电视节目，上面有一个游戏，让参

与者把一枚鸡蛋抛过头顶，然后用一个陶瓷盘子接住鸡蛋，但不能让鸡蛋破碎。当时很多人都是把鸡蛋往上一扔，傻傻地站在那等，结果无一例外，鸡蛋全都碎了。最后有一个聪明的观众站出来，他把鸡蛋往上一扔，手里的盘子也随鸡蛋移动，当鸡蛋下落时，

手拿着盘子也按着鸡蛋的轨迹慢慢下落，逐渐停稳鸡蛋，成功了。

这里利用的就是减小动载荷的原理。其他人选择直接接住鸡蛋，h 很大，导致动荷因数大，鸡蛋自然经受不住那么大的动载荷。而那位观众让鸡蛋从刚下落时就开始作用动载荷，但每次h 都几乎为0，动荷因数几乎都为2。鸡蛋势能转换为许许多多次动载荷做的功，于是鸡蛋就不会因为瞬间巨大的冲击力而破碎。

然而这些只是防止动载荷方面的一些例子，生活中还

有很多地方恰恰利用了动载荷的特点，从而帮助人们更加

省力，我们最熟悉的就是用锤子敲钉子了。想要把钉子深

深插入墙壁中，如果用手去按钉子，那就算花很大的力也

不一定能实现要求，而且手会很疼。我们通常是借用锤子来实现，用力挥动锤子，砸在钉子上，将产生很大的水平冲击力，可以将钉子敲入墙壁。水平冲击的动荷因数为：

可见，挥动锤子的速度越大，给钉子的动载荷就越大，就越容易将钉子敲入墙壁中。同样的道理还有打桩机，打桩机利用的是垂直冲击，实现将木桩深深打入地基里。

三：稳定性

稳定性的应用可以说是无处不在。

好多同学都有一把小铁尺，平时课间时会拿出来玩。

当我们给铁尺两端加压时，按道理钢铁是非常坚硬的，不应该被

我们压坏。然而事实却是，稍微加大一点力，铁尺就会被我们压

弯甚至掰断。究其原因，我们可以把这个过程简化为两段铰支受

压的模

型。这时铁尺失稳的临界压力公式为：

铁尺的l和E是固定的，所以临界压力取决于I。但是铁尺是厚度很小的板状物，从那个最小截面看过去，I是很小的。因此铁尺沿那个方向失稳的临界压力很小，我们也就可以轻松地掰弯它。

江湖上有一种名叫“钢枪刺喉”的骗人把戏，那些自称刀枪不入的人，表演时

由助手将一根长枪刺向他们的喉咙并挤压，最终长枪断

了，他的喉咙却安然无恙。没有什么文化的老百姓看了

会觉得很神奇并花钱拜他们为大师，希望传授点秘诀。然而这些所谓的气功大师并没有什么特别之处，钢枪刺喉也只是一个很普通的把戏。下面来分析一下这里面的原理。

首先那种钢枪必须得自己准备，枪头必须是钝的，或者说到不足以刺穿人的皮肤的程度即可。而且表演时并不是顶在喉咙部位，而是顶在喉咙下方的胸骨上，这样就避开了喉部这样的脆弱的部分。不过最重要的部分就是长枪的柄了，他们准备这个柄的时候肯定是找那些弹性模量特别小的材料，并且做出来的柄也是又细又长。整个过程也可以简化为两段铰支的模型，而根据上面的公式，他们在准备时增大了l，且减小了E和I，大大减小了失稳的临界压力，这样一来，江湖骗子们轻轻松松地就可以把长枪压断。其实只要是枪柄选择合理，我们每一个人都可以做到。

以上只是一些普通的失稳现象，而现实生活中，为了保持结构的稳定，我们都需要采取一些措施来防止失稳。

比如对于一些小树苗，它们的树干还不成熟，不够粗壮，也许被大雪一压或者大风一吹，树干就会因失稳而折断。因此在树木成长的初期，我们通常会在树木周围架起支撑架来保护树木，这个现象在城市里特别普遍，到处都能看到。由

于是一端固定，一端自由，其临界压力为：

这里支撑架的存在就使得l减小了很多，从而大大提高了它的临界压力，树木便不那么容易倒。

还比如工程上面常见的脚手架和塔吊。随着楼房的增高，这些工具也必须随着楼房一起升高，而升得越高，l越大，失稳的临界压力就越小，危险性也不断增大。因此，在工程上通常都是每隔几层楼就将塔吊或脚手架和建筑物本身连在一起，将l控制在安全范围之内。

四：心得体会

上学期的理论力学让我明白的多个物体相互作用时各个点力的大小。而经过一学期材料力学的学习，我对研究对象的内力有了更深的理解。

首先是一个单独对象的内力。根据所受力和力矩方向的不同可以分为拉力，压力，剪力，扭矩，弯矩。再由截面法可以画出杆件的内力图，为后面的研究提供了极大地便利。可是为了进一步研究这些内力给对象带来了什么样的影响，又引出了应力，应变，变形，位移等概念，利用这些关系就可以列出受力对象之间的变形关系，从而可以解决理论力学无法解决的超静定问题。再后来又学习了对应力应变的一些分析方法以及稳定性和动载荷的分析研究。

有了这些知识做基础，我对生活中或者工程上的一些问题现象就有了更深的理解，也能通过合理运用这些知识来解释那些现象。从这门课我真的有学到一些有用的知识，相信在以后工作中定能受益。

在看完材料力学漫谈系列讲座之后，更是对生活中的许多原来不懂的现象有了新一层次的认识。老师在短短六集的讲座中列举了50几个例子，从古代兵器到现代雕刻，从自然生物到房屋建筑，从先秦栈道到工程大桥，从安全事故到保护措施，几乎涵盖了生活的方方面面。而且讲课风格也很风趣严谨，引人深思。

感谢材料力学，人类的进步和材料力学息息相关。

南京航空航天大学

身边的力学论文

身 边 的 力作 学业 院系：土木工程学院 专业：建筑环境与设备工程班级： 姓名: 学号： 联系方式：

身边的力学 一、引言： 我们平时都很难想到力学在生活中具体有着什么作用，然而力学在生活中的应用有很多，人人都知道几乎所有的实体都和力学有着关系，例如我们中学中学过，人走路和摩擦力、支持力有关，砂轮磨东西和和离心力有关。我们确实很不善于去深析其中的道理。 我们以往学习的力学是纯粹的理论学习，理解其中的受力原理，做好物理分析即可。对于实实在在的生活现象的剖析，我们却没有做好。在课堂上，老师说到空泡理论、压力变化引起物体相变等这些知识我们都是有所了解的，但是要去分析现象得出原理，却没有那么简单了，这不仅需要深刻理解理论的同时，练就一双有洞察力的眼睛。 二、汽车上的力学： 汽车身上使用的的力学知识除了轴承之间的带动等简单机械运动外，较多就是流体、热力两大部分了。这些多是作用在空气或者是液体上的力，所以常是以压力、温度和速度的形式表现出来的。 我们都知道汽车能够形式起来都源自于其各个轴承相互传动带来带动车轮转动来支配车辆运动的。这些设计 1、汽车上的流体力： 流体力学和传统的固体受力不同，它旨在研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。所研究的受力物质是水、空气、汽轮机工作介质的水蒸气、润滑油等。在汽车身上有着很多关于流体力的运用，最主要的就是其外轮廓的流线设计。 同我们平时喜欢玩的球一样，设计其外形除了好看，运动舒适外，很大一部分就是考虑其外形会对其空中飞行有什么影响了。例如高尔夫球，表面设很多多面体凹点，目的在于利用多面造型就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小，使流动变为紊流，以减小阻力。足球、篮球在流线上也有考虑。 生活中常见的这些来来往往飞驰的汽车，简直是与流体力学的巧妙结合。好的汽车表面都有着近乎完美的流线，为了让运动时汽车车身上的气流顺利通过，减少车身上对气流的扰动，减少涡流的产生，以增大行驶速度。车的前部设计成稍微偏下的样子，是为了减少当速度增大时从车底流过造成作用在车身上的

材料力学复习题讲解

《材料力学复习题》 考试形式：开卷。 1.构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（）；具有一定的抵抗变形的能力为 材料的（）；保持其原有平衡状态的能力为材料的（）。 答案：强度、刚度、稳定性。 2.图示圆截面杆件,承受轴向拉力F作用。设拉杆的直径为d，端部墩头的直径为D，高度 为h，试从强度方面考虑，建立三者间的合理比值。已知许用应力[σ]=120MPa，许用切应力[τ]=90MPa，许用挤压应力[σbs]=240MPa。 解：由正应力强度条件 由切应力强度条件 由挤压强度条件 式(1)：式(3)得 式(1)：式(2)得 故D：h：d=1.225：0.333：1 3.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是（）。

答案：截面法。 4.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为（），工件中最大工作应力不能超过 此应力，超过此应力时称为（）。 答案：许用应力，失效。 5.所有脆性材料，它与塑性材料相比，其拉伸力学性能的最大特点是（）。 （A）强度低，对应力集中不敏感； （B）相同拉力作用下变形小； （C）断裂前几乎没有塑性变形； （D）应力-应变关系严格遵循胡克定律。 答案：C 6.现有三种材料的拉伸曲线如图所示。分别由此三种材料制成同一构件，其中：1）强度 最高的是（）；2）刚度最大的是（）；3）塑性最好的是（）；4）韧性最高，抗冲击能力最强的是（）。 答案：A，B，C，C 7.试计算图示各杆的轴力，并指出其最大值。 答案 （a）F NAB=F,F NBC=0,F N，max=F （b）F NAB=F,F NBC=－F,F N，max=F （c）F NAB=－2 kN, F N2BC=1 kN,F NCD=3 kN,F N，max=3 kN （d）F NAB=1 kN,F NBC=－1 kN,F N，max=1 kN

工程力学论文

Hefei University 论文题目：工程力学论文 年级专业： 13级化工卓越工程师之班姓名：王俊 学号：1303022043 老师姓名：胡淼

摘要：工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域，分为六大研究方向：非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。学制一般为四年，毕业后授予工学学士。就业面相当广泛，可以继续读博、从事科学研究、教师、公务员，或到国防单位工作，去外企等等。总的来说，工程力学专业具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。 关键字：历史、研究方向、应用、学习心得 一、工程力学简介 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题， 力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说， 工程力学包括： 质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。 早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程

工程力学静力学与材料力学(单辉祖谢传锋著)高等教育出版社课后答案

工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 1-1试画出以下各题中圆柱或圆盘的受力图。与其它物体接触处的摩擦力均略去。 解： 1-2 试画出以下各题中AB 杆的受力图。 (a) B (b) (c) (d) A (e) A (a) (b) A (c) A (d) A (e) (c) (a) (b)

工程力学 静力学与材料力学 (单辉祖 谢传锋 著) 高等教育出版社 课后答案 解： 1-3 试画出以下各题中AB 梁的受力图。 (d) (e) B B (a) B (b) (c) F B (a) (c) F (b) (d) (e)

解： 1-4 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 拱ABCD ；(b) 半拱AB 部分；(c) 踏板AB ；(d) 杠杆AB ；(e) 方板ABCD ；(f) 节点B 。 解： (a) F (b) W (c) (d) D (e) F Bx (a) (b) (c) (d) D (e) W (f) (a) D (b) C B (c) B F D

1-5 试画出以下各题中指定物体的受力图。 (a) 结点A ，结点B ；(b) 圆柱A 和B 及整体；(c) 半拱AB ，半拱BC 及整体；(d) 杠杆AB ，切刀CEF 及整体；(e) 秤杆AB ，秤盘架BCD 及整体。 解：(a) (d) F C (e) W B (f) F F BC (c) (d) AT F BA F (b) (e)

(b) (c) (d) (e) F AB F A C A A C ’C D D C’ B

力学小论文

题目：自行车力学探究 摘要：自行车是我们日常生活中见到的最普遍的交通工具，然而当我们骑车时它的具体受力情况是怎样的我们却不太清楚，本实验目的主要是探究自行车轮胎的摩擦力系数的测定，并在此基础上探究它在转弯的时候的受力情况。 关键词：摩擦力系数、力偶、杠杆、自行车 引言： 自行车上的力学、结构方面应用了很多科学知识，简单举例：1、杠杆原理：车闸，你在车闸处轻轻一握，就可以产生一个很大的拉动刹车装置的力量。 2、滑动磨擦（两种情况的利用）：刹车、车轮，刹车是利用了滑动磨擦使车子停下来，而车轮则正好相反，他利用了滑动磨擦，使车子向前行进，车轮上的花纹就是为了增大他的磨擦系数的。 3、滚动磨擦：他的目的是为了省力。自行车用滚动磨擦的地方

很多，比如在转向装置、车轮轴里安装的轴承，就是利用了滚动磨擦。 4、力偶的原理：手在车把上产生的力正在是以前车叉为原点的一对力偶，力偶比一个单向力更容易控制，也更省力。 5、弹性碰撞的原理：说白了主要就是减震，充气轮胎、车子上的弹簧，都是把钢性碰撞改变成弹性碰撞，从而减少对人体的冲击力，使人骑起来更舒适。 对于本实验，考虑到自行车运动时与地面的摩擦是滚动摩擦，于是用自行车轮胎制成滑块测出橡胶与地面的摩擦系数。我们采用在不同场地多次测量取平均值的方法，来测橡胶轮胎与摩擦面的摩擦系数，在进行这个实验时要注意两点：一是拉力保持水平；二是尽量使滑块保持匀速运动。 器材：5个弹簧秤、2个滑轮、自行车（说明：多个弹簧秤和滑轮是打算在单个弹簧秤不足时用的） 数据： 表一水磨地 表二水泥地

结果：摩擦力系数：水磨地取平均值：0．38 水泥地取平均值：0．72 讨论：当过弯半径R分别为50m、20m、10m时，在水泥地上骑车最大速度Vm分别为多少。受力图如下： 自行车M：10 Kg 人m：60 Kg (M+m)Vm^2/R=μG Vm=（μGR/(m+M)）^1/2 当转弯半径为50m时：Vm=18.2m/s 当转弯半径为50m时：Vm=11.9m/s 当转弯半径为50m时：Vm=8.4m/s 结论： 1、橡胶轮与水磨地的摩擦力系数为0．38 橡胶轮与水 泥地摩擦力系数为0．72；

材料力学阶段练习一及答案讲解学习

材料力学阶段练习一 及答案

华东理工大学 网络教育学院材料力学课程阶段练习一 一、单项选择题 1.如图所示的结构在平衡状态下，不计自重。对于CD折杆的受力图，正确的是( ) A. B. C. D.无法确定 2.如图所示的结构在平衡状态下，不计自重。对于AB杆的受力图，正确的是( )

A. B. C. D.无法确定 3.如图所示悬臂梁，受到分布载荷和集中力偶作用下平衡。插入端的约束反力为( )

A.竖直向上的力，大小为qa qa 2；逆时针的力偶，大小为2 qa B.竖直向上的力，大小为qa 2；顺时针的力偶，大小为2 qa C.竖直向下的力，大小为qa 2；逆时针的力偶，大小为2 qa D.竖直向下的力，大小为qa 2；顺时针的力偶，大小为2 4.简支梁在力F的作用下平衡时，如图所示，支座B的约束反力为( ) A.F，竖直向上 B.F/2，竖直向上 C.F/2，竖直向下 D.2F，竖直向上 5.简支梁，在如图所示载荷作用下平衡时，固定铰链支座的约束反力为( )

A.P，竖直向上 B.P/3，竖直向上 C.4P/3，竖直向上 D.5P/3，竖直向上 6.外伸梁，在如图所示的力和力偶作用下平衡时，支座B的约束反力为( ) A.F，竖直向上 B.3F/2，竖直向上 C.3F/2，竖直向下 D.2F，竖直向上 7.如图所示的梁，平衡时，支座B的约束反力为( ) A. qa，竖直向上 B. qa，竖直向下 C. qa 2，竖直向上 D. qa 4，竖直向上 8.关于确定截面内力的截面法的适用范围有下列说法，正确的是( )。

A.适用于等截面直杆 B.适用于直杆承受基本变形 C.适用于不论基本变形还是组合变形，但限于直杆的横截面 D.适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况 9.下列结论中正确的是( )。 A.若物体产生位移，则必定同时产生变形 B.若物体各点均无位移，则该物体必定无变形 C.若物体无变形，则必定物体内各点均无位移 D.若物体产生变形，则必定物体内各点均有位移 10.材料力学根据材料的主要性能作如下基本假设，错误的是( )。 A.连续性 B.均匀性 C.各向同性 D.弹性 11.认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质，这样的假设称为( ) A.连续性 B.均匀性 C.各向同性 D.小变形 12.如图所示的单元体，虚线表示其受力的变形情况，则单元体的剪应变γ＝( )。 A.α B.2α

生活中的力学论文

生活中的力学论文 力学在生活中的应用 ——《生活中的力学》论文 力学在生活中的应用 人走路是利用了鞋与地面的摩擦力，向后蹬是给地施加了一个向后的作用力，然后由于物体间作用力是相互的，所以地也给人一个向前的作用力。 给气球充上密度比空气小的气体，如氢气、一氧化碳，气球就会受到空气对它的向上的大于其本身重力的力，然后我们就看到气球飞向空中。 因为重力，我们无论离地面多远，都不必担心会像太空中在空中飘浮，终有落到地面的时刻。又因为重力，人类想要飞的梦想还没实现，而飞船卫星的起飞是花费的巨大的能量才克服重力的影响。 当别人用手打你肩膀的时候，你受到了他给你的作用力，但是你的肩膀也打了他。两个力是相同的，只不过因为压强的不同，产生的效果也就不一样······

力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛。下面，我就几个方面谈一谈我对生活中力学的认识吧。 （一）重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下 落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。 （二）摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种

材料力学讲解作业(2)

1、 轴向拉伸的等直杆，杆内任一点处最大剪应力的方向与轴线成 ___________。 2、 一空心圆截面直杆，其内、外径之比为α=0.8，两端承受轴向拉 力作用，如将内、外径增加一倍，则其抗拉刚度将是原来的________倍。 3、 在减速箱中，转速低的轴的直径比转速高的轴_____________。 4、 若梁上某段内的弯矩值全为零，则该段的剪力值为 _____________。 5、 梁的截面为对称的空心矩形，如图1所示，这时，梁的抗弯截面 模量W 为_______________。 6、 在梁的变形中挠度和转角之间的关系是____________。 7、 减小梁变形的主要途径有：_______________ 、 __________________ 、_________________。 8、 二向应力状态（已知x σ，y σ ，xy τ）的应力圆圆心的 横坐标值为_____________________，圆的半径为_____________。 9、与图2所示应力圆对应的单元体是____________向应力状态。 图1 图2 10、 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，其柔度将 ________，临界应力将________。 工程上通常把延伸率δ>________的材料称为塑性材料。 b b h h 1 2

低碳钢经过冷作硬化处理后，它的_________极限得到了明显的提高。 图1正方形单元体ABCD ，变形后成为AB `C`D`。单元体的剪应变为_________。 简支梁全梁上受均布荷载作用，当跨长增加一倍时，最大剪力增加一倍，最大弯矩增加了_______________倍。 如图2所示截面的抗弯截面模量Wz =_________________。 运用叠加原理求梁的变形时应满足的条件是：___________________________。 已知梁的挠曲线方程为)3(6)(2 x l EI Px x y -= ，则该梁的弯矩方程是______________________。 图1 图2 单向受拉杆，若横截面上的正应力为σ0,则杆内任一点的最大正应力为_______，最大剪应力为____________。 图3应力圆，它对应的单元体属______________________应力状态。 细长杆的临界力与材料的____________________有关， 为提高低碳钢压杆的稳定性，改用高强刚不经济，原因是 _______________________________。 图3 z h b d τ σ

生活中的力学论文

力学在生活中的应用 ——《生活中的力学》论文

力学在生活中的应用 人走路是利用了鞋与地面的摩擦力，向后蹬是给地施加了一个向后的作用力，然后由于物体间作用力是相互的，所以地也给人一个向前的作用力。 给气球充上密度比空气小的气体，如氢气、一氧化碳，气球就会受到空气对它的向上的大于其本身重力的力，然后我们就看到气球飞向空中。 因为重力，我们无论离地面多远，都不必担心会像太空中在空中飘浮，终有落到地面的时刻。又因为重力，人类想要飞的梦想还没实现，而飞船卫星的起飞是花费的巨大的能量才克服重力的影响。 当别人用手打你肩膀的时候，你受到了他给你的作用力，但是你的肩膀也打了他。两个力是相同的，只不过因为压强的不同，产生的效果也就不一样······ 力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛。下面，我就几个方面谈一谈我对生活中力学的认识吧。 （一）重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下

落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。 （二）摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太小的缘故；汽车上坡打滑时，在路面上撒些粗石子或垫上稻草，汽车就能顺利前进，这是靠增大粗糙程度而增大摩擦力；鞋底做成各种花纹也是增大接触面的粗糙程度而增大摩擦；滑冰运动员穿的滑冰鞋安装滚珠是变滑动摩擦为滚动摩擦，从而减少摩擦而增大滑行速度；各类机器中加润滑油是为了减小齿轮间的摩擦，保证机器的良好运行。可见，人类的生产生活实际都与摩擦力有关，有益的摩擦要充分利用，有害的摩擦要尽量减少。 （三）浮力的应用 轮船能漂浮在水面的原理：钢铁制造的轮船，由于船体做成空心的，使它排开水的体积增大，受到的浮力增大，这时船受到的浮力等于自身的重力，所以能浮在水面上。它是利用物体漂浮在液面的条件F浮=G来工作的，只要船的重力不变，无论船在海里还是河里，它受到的浮力不变。根据阿基米德原理，F浮=ρ液gV浮，它在海里和河里浸入水中的体积不同。轮船的大小通常用它的排水量来表示。所谓

材料力学作业习题讲解

第二章 轴向拉伸与压缩 1、试求图示各杆1-1和2-2横截面上的轴力,并做轴力图。 （1） （2） 2、图示拉杆承受轴向拉力F =10kN ，杆的横截面面积A =100mm 2 。如以α表示斜截面与横 截面的夹角，试求当α=10°,30°,45°,60°,90°时各斜截面上的正应力和切应力,并用图表示其方向。 3、一木桩受力如图所示。柱的横截面为边长200mm 的正方形,材料可认为符合胡克定律,其弹性模量E =10GPa 。如不计柱的自重，试求： (1)作轴力图； (2)各段柱横截面上的应力； (3)各段柱的纵向线应变； (4)柱的总变形。 4、(1)试证明受轴向拉伸(压缩)的圆截面杆横截面沿圆周方向的线应变d ε,等于直径方向的 线应变d ε。 (2)一根直径为d =10mm 的圆截面杆,在轴向拉力F 作用下,直径减小0.0025mm 。如材料的弹性摸量E =210GPa ，泊松比ν=0.3,试求轴向拉力F 。 (3)空心圆截面钢杆,外直径D =120mm,内直径d =60mm,材料的泊松比ν=0.3。当其受轴向拉伸时, 已知纵向线应变ε=0.001,试求其变形后的壁厚δ。

5、图示A和B两点之间原有水平方向的一根直径d=1mm的钢丝,在钢丝的中点C加一竖直荷载F。已知钢丝产生的线应变为ε=0.0035,其材料的弹性模量E=210GPa，钢丝的自重不计。试求： (1) 钢丝横截面上的应力(假设钢丝经过冷拉,在断裂前可认为符合胡克定律)； (2) 钢丝在C点下降的距离?； (3) 荷载F的值。 6、简易起重设备的计算简图如图所示.一直斜杆AB应用两根63mm×40mm×4mm不等边角钢组 [σ=170MPa。试问在提起重量为P=15kN的重物时,斜杆AB是否满足强度成,钢的许用应力] 条件? 7、一结构受力如图所示,杆件AB,AD均由两根等边角钢组成。已知材料的许用应力[σ=170MPa，试选择杆AB,AD的角钢型号。 ] E

身边的力学论文

身 边 的 力作学业 院系： 专业： 班级： 姓名: 学号： 联系方式：

身边的力学 飞机为什么会飞起来以及飞机坠落时生还可能 一，引言 从小我就有这样的想法就是飞机为什么会飞起来，但是一直都没有跟随自己的想法去细想并且查阅答案，在上了龚键老师的身边的力学后，我才又重新想到这个问题，并且最近还有马航失联炒的沸沸扬扬，因此我又查了资料分析一下如果飞机坠落时的生还的可能。 二，飞行原理 飞机在空气中运动时，是靠机翼产生升力使飞机离陆升空的。机翼升力是怎样产生的呢？这首先得从气流的基本原理谈起。在日常生活中，有风的时候，我们会感到有空气流过身体，特别凉爽；无风的时候，骑在自行车上也会有同样的体会，这就是相对气流的作用结果。滔滔江水，流经河道窄的地方时，水流速度就快；经过河道宽的地方时，水流变缓，流速较慢。空气也是一样，当它流过一根粗细不等的管子时，由于空气在管子里是连续不断地稳定流动，在空气密度不变的情况下，单位时间内从管道粗的一端流进多少，从细的一端就要流出多少。因此空气通过管道细的地方时，必须加速流动，才能保证流量相同。由此我们得出了流动空气的特性：流管细流速快；流管粗流速慢。这就是气流连续性原理。实践证明，空气流动的速度变化后，还会引起压力变化。当流体稳定流过一个管道时，流速快的地方压力小。流速慢的地方压力大。飞机在向前运动时，空气流到机翼前缘，分为上下两股，流过机翼上表现的流线，受到凸起的影响，使流线收敛变密，流管（把两条临近的流线看成管子的管壁）变细；而流过下表面的流线也受凸起的影响，但下表面的凸起程度明显小于上表面，所以，相对于上表面来说流线较疏松，流管较粗。由于机翼上表面流管变细，流速加快，压力较小，而下表面流管粗，流速慢，压力较大。这样在机翼上、下表面出现了压力差。这个作用在机翼各切面上的压力差的总和便是机翼的升力。其方向与相对气流方向垂直；其大小主要受飞行速度、迎角（翼弦与相对气流方向之间的夹角）、空气密度、机翼切面形状和机翼面积等因素的影响。当然，飞机的机身、水平尾翼等部位也能产生部分升力，但机翼升力是飞机升空的主要升力源。飞机之所以能起飞落地，主要是通过改变其升力的大小而实现的。这就是飞机能离陆升空并在空中飞行的奥秘。 而在飞机飞行过程中平飞是最基本的飞行动作，通常是指飞机在等高、等速的条件下做水平直线飞行。这时，飞机的升力（Y）与重力（G）平衡，拉力（P）与阻力（X）平 衡，即：Y=G、P=X。当然，还有加速平飞和减速平飞，所不同的是：加速平飞时P＞X，而减速平飞时P＜X。这就是飞机能在空中平稳飞行的原因了。 二，飞机坠落 飞机坠海分以下三种情况： 空中解体。坠海之前，飞机已经爆炸。机上人员存活概率基本为零，机身碎片散落范围可达百余公里。

身边的力学论文

身边力学之我见 时间过得很快，不知不觉中，身边的力学这门课程结束了。以前面对生活中的许多现象，我都会感觉很神奇，很深奥。通过这几周对生活中的力学这门课程的学习，我对这些现象基本都有所了解，明白了其中原理所在。从中我也深深的感受到了力学在我们生活中的重要性。下面我简单列举几个生活中与力学有关的例子，让我们一起去探索其中的奥秘。 一，为什么熟鸡蛋能竖立旋转。把一只煮熟的鸡蛋放在桌上旋转，如果用力合适，它转着转着就会竖立起来，而生鸡蛋就不会这样。熟鸡蛋在旋转过程中竖立起来，这看上去是违反物理规律的，因为它的重心升高，整个系统的能量似乎增加了。事实上是熟鸡蛋的部分旋转能量在蛋壳与桌面之间的摩擦力作用下转换成了一个水平方向的推力，使熟鸡蛋的长轴方向改变，在一系列的摇晃震荡中由水平变为垂直。而生鸡蛋的内核是液态，会吸收旋转能量，使它不能转化为推力，因此生鸡蛋在旋转时不会竖立起来。这就是鸡蛋中的奥妙。 二、过山车中的物理知识。过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。实际上，过山车的运动包含了许多物理学原理，人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果，那感觉真是妙不可言。

在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上，从这时起，带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能，即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。第一种能，即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量，是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说，它的势能在处于最高点时达到了最大值，也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始降时，它的势能就不断地减少（因为高度下降），但它不会消失，而是转化成了动能，也就是运动能。不过，在能量的转换过程中，由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量，从而损耗了少量的机械能（动能和势能）。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因：过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。 事实上，下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快，这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样，乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点，从而产生一种要被抛离的感觉，因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的，否则在到达顶峰附近时，小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了，它的质量中心在“身后”，在短时间内，它虽然处在下

工程力学(工程静力学和材料力学)第二版答案

1—1图a、b所示，Ox i y i与O村分别为正交与斜交坐标系。试将同一方F分别对两坐标系进行分解和投影，并比较分力与力的投影。 解：（a），图（c）： F =F ? oth +Fris ot j1 分力：F xi =Fcos、fi i ， F yi =Fsin j i 投影：F xi =Fcos 用，F yi =Fsin〉 讨论：「= 90 °时，投影与分力的模相等；分力是矢量，投影是代数量。（b），图（d）： 分力F x2 =（F cos〉-F sin :? tan ）i2 ，F y2 = - j2 sin屮 投影：F x2二Feos〉，F y2 =F cosG =■） 讨论：「工90°时，投影与分量的模不等。 I—2试画出图a、b两情形下各物体的受力图，并进行比较 (a) (b) (a-i) 习题i —2图 (a-2)(a-3)(b-i) (b)

a-1 ）与图（b-1 ）不同，因两者之F R D值大小也不同 试画出图示各物体的受力图。 AA Wi 丄 A A 加 习题1-3图 F 比较：图 1-3

1-4图a所示为三角架结构。力F i作用在B铰上。杆AB不计自重，杆BD杆自重为W。试画出图b、c、d所示的隔离体的受力图，并加以讨论。 (b) A B A B / p / / D (c)(d) (d-1) B F B1 ------ A 习题1-4图 (b-1) i (b-3) F A F B1 F' F F' B2y B B F' B2y (d-2) F1 1-5 (s)W 习题1-5图 (C)

1— 6图示刚性构件 F 沿其作用线移至点 D 或点 E （如图示），是否会改变销钉 解：由受力图1— 6a , 1- 6b 和1— 6c 分析可知，F 从C 移至E , A 端受力不变，这是因为力 F 在自身 刚体ABC 上滑移；而F 从C 移至D ,则A 端受力改变，因为 HG C F CX ! F Cy (b-3) 在构件的点C 作用有一水平力F 。试问如果将力 A 的受力状况。 ABC 由销钉A 和拉杆GH 支撑, F Ax F B F B (C ) F C B B 习题1—6图

力在生活中的应用

力在生活中的应用 【摘要】力学知识在日常生产、生活和现代科技中应用非常广泛。假如地球上没有摩擦力，将会变成什么样子呢？假如没有摩擦力，我们就不能走路了。因为既站不稳，也无法行走。比如在冰上步行，由于冰滑，走不多远就累得满头大汗。如果没有摩擦力的话，道路比冰还滑，那时人们只有伏倒在地上才会觉得好受些。假如没有摩擦力，螺钉就不能旋紧，钉在墙上的钉子就会自动松开而落下来。家里的桌子、椅子都要散开来，并且会在地上滑过来，滑过去，根本无法使用。……推桌子时，在没有推力时，如果没有摩擦力，则物体要向右运动，所以物体有一个向右的运动趋势，所以物体会受到一个向左的静摩擦力的作用，阻碍它的这种趋势。又如，传递带把货物往上运的过程中，如果没有摩擦，则货物要沿斜面下滑，所以物体有沿斜面下滑的趋势，所以传送带给了货物一个沿斜面向上的静摩擦力的作用，以阻碍货物向下滑的运动趋势。如果没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变。这就是没有摩擦力带来的影响。 力是物体间相互的机械作用。力的作用可以使物体的运动状态发生改变，或者使物体发生变形。 力是物体运动状态发生变化的原因，称为力的运动效应或外效应；力使物体形状发生变化，称为力的变形效应或内效应。我下面想说的则为力在生活中的应用。 1．重力的应用 我们生活在地球上，重力无处不在。如工人师傅在砌墙时，常常利用重锤线来检验墙身是否竖直，这是充分利用重力的方向是竖直向下这一原理；羽毛球的下端做得重一些，这是利用降低重心使球在下落过程中保护羽毛；汽车驾驶员在下坡时关闭发动机还能继续滑行，这是利用重力的作用而节省能源；在农业生产中的抛秧技术也是利用重力的方向竖直向下。假如没有重力，世界不可想象，水不能倒进嘴里，人们起跳后无法落回地面，飞舞的尘土会永远漂浮在空中，整个自然界将是一片混浊。在讲授重力时，要让学生展开热烈的讨论，充分挖掘学生的想象力，知道重力与我们的生产生活实际密切相关。2．摩擦力的应用 摩擦力是一个重要的力，它在社会生产生活实际中应用非常广泛。如人们行走时，在光滑的地面上行走十分困难，这是因为接触面摩擦太

物理论文力学在生活中的应用

物理论文力学在生活中的应用 力学在生活中的应用物理作为一门重要的自然科学的基础科学，已经是现代科学技术的中心学科之一，随着科技的发展，物理已经渗入到了人类生活的方方面面，包括我们的身边。 今天我就专门从力学方面给大家讲解一下力学在日常生活和现代科技中的应用。力学的发展和我们的生产、生活密切相关。在古代虽然没有力学的理论的指导，但古人在生产。生活实践中却广泛的运用了力学原理。例如原始钻木取火等，随着社会的发展，伟大的物理学家们建立了力学理论知识，于是力学知识在我们生活中的应用就越来越频繁、广泛。将我们所学的知识应用到我们的生活中，不仅能巩固我们所学的知识，而且会使我们养成一个勤于思考的好习惯。同时在生活中遇到各种事物可以联想到所学的知识能为我们美好的生活打下扎实的基础。 力学对我们的贡献是很大的。1880年成功修建第一条标准轨距铁路；1962年3月成功发射第一颗导弹；1995年9月武汉长江大桥建设成功；从1999年到2020年神舟一、二、三……九号发射等等无一不利用了力学知识人不是十全十美的，也有犯错的时候，当我们不小心把生鸡蛋和熟鸡蛋混在一起，这就遭了，无论是生鸡蛋还是熟鸡蛋，他们的外形看上去是一模一样的，我们无法只看他们的外形将他们区别开来，这个时

候怎么办呢？我们就可以利用我们所学的物理知识来解决问题，我们把鸡蛋在桌子上转动，转的很慢而且只转一两圈就停下的一定是生鸡蛋，而转动很快，而且连续转好几圈才停下来的就是熟鸡蛋。、，为什么呢？这是因为熟鸡蛋的蛋清和蛋黄凝固成了固体，旋转蛋壳的时候由于惯性，蛋是一个整体一起转动的，所以转动的很快。而生鸡蛋来说，蛋清蛋液都是液体，由于惯性转动时蛋清和蛋黄不仅不能随着转动，而且还会对蛋壳的转动起到一定的阻碍作用，从而使得生鸡蛋转动的速度很慢。这就是惯性的应用。 把一个鸡蛋放在手中，小小的蛋壳，我们使出九牛二虎之力也不可能将鸡蛋捏碎，这是为什么呢？这是因为鸡蛋蛋壳的凸面能把外来的压力沿着曲面均匀的分散开来，所以鸡蛋壳不易碎。不知道大家有没有注意到桥的形状和蛋壳的凸面是很相似的，目的是使作用在桥上的压力沿桥的曲面分散开来，桥受到的压力变少，桥就不容易被压坏。不只是桥有这种形状，建筑工人，煤矿工人他们工作时候要带的安全帽也是这个形状，这是因为安全帽本身要求牢固和耐压以起到保护头部的作用，安全帽的牢固不仅仅和它本身的材料有关，最重要的还是他的形状。由上述的举例我们可以知道，半球形能把外来的压力沿着曲面分散开去。 刀是我们生活必不可少的生活用品，但是刀用上一段时间后就会被损坏，切起东西来十分的费力，许多人因此就重新又买一把刀，这费钱也费力是不值得的。其实我们只要知道磨刀的窍诀这件事就可以迎刃而解，我

材料力学习题答案讲解学习

第二章 轴向拉伸与压缩 2-1 试求图示直杆横截面1-1、2-2、3-3上的轴力，并画出轴 F N (kN) F N1= -2kN F N2 = 0kN F N3= 2kN (a (b ) 2-2 图示中部对称开槽直杆，试求横截面1-1和2-2上的正应力。 解： 1．轴力 由截面法可求得，杆各横截面上的轴力为 kN 14N -=-=F F 2．应力 4 201014311N 11??-==--A F σMPa 175-=MPa ()4 10201014322N 2 2?-?-==--A F σMPa 350-=MPa

2-3 图示桅杆起重机，起重杆AB 的横截面是外径为mm 20、内径为mm 18的圆环，钢丝绳BC 的横截面面积为2mm 10。试求起重杆AB 和钢丝绳 =2kN 解： 1．轴力 取节点B 为研究对象，受力如图所示， 0=∑x F ： 045cos 30cos N N =++οοF F F AB BC 0=∑y F ： 045sin 30sin N =--οοF F AB 由此解得： 83.2N -=AB F kN ， 04.1N =BC F kN 2．应力 起重杆横截面上的应力为 () 223 N 18204 1083.2-??-= =πσAB AB AB A F MPa 4.47-=MPa 钢丝绳横截面上的应力为 10 1004.13N ?==BC BC BC A F σMPa 104=MPa 2-4 图示由铜和钢两种材料组成的等直杆，铜和钢的弹性模量分别为GPa 1001=E 和GPa 2102=E 。若杆的总伸长为 mm 126.0Δ=l ，试求载荷F 和杆横截面上的应力。 解： 1．横截面上的应力 由题意有 ???? ??+=+= ?+?=?221 1221121E l E l A E Fl A E Fl l l l σ 由此得到杆横截面上的应力为 33221110210400 10100600126 .0?+?= + ?=E l E l l σMPa 9.15=MPa 2．载荷 2404 9.15??==π σA F N 20=kN

材料力学讲解作业(2)

1、 轴向拉伸的等直杆，杆任一点处最大剪应力的方向与轴线成 ___________。 2、 一空心圆截面直杆，其、外径之比为α=0.8，两端承受轴向拉力 作用，如将、外径增加一倍，则其抗拉刚度将是原来的________倍。 3、 在减速箱中，转速低的轴的直径比转速高的轴_____________。 4、 若梁上某段的弯矩值全为零，则该段的剪力值为_____________。 5、 梁的截面为对称的空心矩形，如图1所示，这时，梁的抗弯截面 模量W 为_______________。 6、 在梁的变形中挠度和转角之间的关系是____________。 7、 减小梁变形的主要途径有：_______________ 、 __________________ 、_________________。 8、 二向应力状态（已知x σ，y σ ，xy τ）的应力圆圆心的 横坐标值为_____________________，圆的半径为_____________。 9、与图2所示应力圆对应的单元体是____________向应力状态。 图1 图2 10、 将圆截面压杆改成面积相等的圆环截面压杆，其它条件不变，其柔度将 ________，临界应力将________。 工程上通常把延伸率δ>________的材料称为塑性材料。 低碳钢经过冷作硬化处理后，它的_________极限得到了明显的提高。 b b h h 1 2

图1正方形单元体ABCD ，变形后成为AB `C`D`。单元体的剪应变为_________。 简支梁全梁上受均布荷载作用，当跨长增加一倍时，最大剪力增加一倍，最大弯矩增加了_______________倍。 如图2所示截面的抗弯截面模量Wz =_________________。 运用叠加原理求梁的变形时应满足的条件是：___________________________。 已知梁的挠曲线方程为)3(6)(2 x l EI Px x y -= ，则该梁的弯矩方程是______________________。 图1 图2 单向受拉杆，若横截面上的正应力为σ0,则杆任一点的最大正应力为_______，最大剪应力为____________。 图3应力圆，它对应的单元体属______________________应力状态。 细长杆的临界力与材料的____________________有关， 为提高低碳钢压杆的稳定性，改用高强刚不经济，原因是 _______________________________。 图3 z h b d τ σ

工程力学的应用与发展(论文)

题目：工程力学的应用与发展 学生姓名： 学号： 专业： 学院（系）： 2012 年11 月13 日

目录 摘要 0 1 绪论 0 2工程力学的发展 (1) 2.1工程力学的特点........................................................................ .. (1) 2.2研究内容和方向........................................................................ .. (1) 3 工程力学的应用 (2) 3.1材料力学........................................................................... .... .. (2) 3.2固体力学........................................................................... .... .. (2) 3.3流体力学........................................................................... .... .. (3) 3.4结构力学........................................................................... .... .. (4) 4．结论 (5) 参考文献 (5)

摘要 工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域。从工程上的应用来说，工程力学它包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，结构力学，材料力学，土力学，岩体力学等。 1.绪论 工程力学是20世纪50年代末出现的。首先提出这一名称并对这个学科做了开创性工作的是中国学者钱学森。 在20世纪50年代，出现了一些极端条件下的工程技术问题，所涉及的温度高达几千度到几百万度，压力达几万到几百万大气压，应变率达百万分之一～亿分之一秒等。在这样的条件下，介质和材料的性质很难用实验方法来直接测定。为了减少耗时费钱的实验工作，需要用微观分析的方法阐明介质和材料的性质；在一些力学问题中，出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况，因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题；出现一些远离平衡态的力学问题，必须从微观分析出发，以求了解耗散过程的高阶项；由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现，要求寻找一种从微观理论出发合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。在这样的背景条件下，促使了工程力学的建立。工程力学之所以出现，一方面是迫切要求能有一种有效的手段，预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律；另一方面是近代科学的发展，特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展，物质的微观结构及其运动规律已经比较清楚，为从微观状态推算出宏观特性提供了基础和可能。 .总的来说，工程力学具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。

工程力学包含静力学和材料力学两部分

1.工程力学包含静力学和材料力学两部分。 2.工程构件在外力作用下丧失正常功能的现象称为“失效”或“破坏”。工程力学范畴内的失效通常可分为三类：强度失效、刚度失效和稳定失效。 强度失效是指构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或发生断裂。 刚度失效是指构建在外力作用下产生过量的弹性变形。 稳定失效是指构件在某种外力作用下，其平衡形式发生突然转变。 3.工程设计的任务之一就是保证构件在确定的外力作用下正常工作而不发生强度失效、刚度失效和稳定，即保证构件具有足够的强度、刚度与稳定性。 强度是指构件受力后不能发生破坏或产生不可恢复的变形的能力。 刚度是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力。 稳定是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不能发生在突然转向的能力。 4.为了完成常规的工程设计任务，需要进行以下几方面的工作： （1）分析并确定构件所受各种外力的大小和方向。 （2）研究外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律。 （3）提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则与设计方法。 5.实际工程构件受力后，几何形状和几何尺寸都要发生改变称为变形，这些构件都称为变形体。 6.在大多数情形下，变形都比较小，忽略这种变形对构件的受力分析不会产生什么影响。由此，在静力学中，可以将变形体简化为不变形的刚体。 7.若构件在某一方向上的尺寸比其余两个方向上的尺寸大得多，则称为杆。梁、轴、柱等均属于杆类构件。杆横截面中心的连线称为轴线。轴线为直线者称为直杆；轴线为曲线者称为曲杆。所有横截面形状和尺寸都相同者称为等截面杆；不同者称为变截面杆。 8.若构件在某一方向上的尺寸比其余两个方向上的尺寸小得多，为平面形状者称为板；为曲面形状者称为壳。 9.若构件在三个方向上具有同一量级的尺寸，称为块体。 10.力系是指作用于物体上的若干个力所形成的集合。 11.静力学的理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础，而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。 12.静力学模型包括三个方面： （1）物体的合理抽象与简化； （2）受力的合理抽象与简化； （3）连接与接触方式的合理抽象与简化； 13.实际物体受力时，其内部各点间的相对距离都要发生改变，这种改变称为位移。 14.各点位移累加的结果，使物体的形状和尺寸改变，这种改变称为变形。 15.物体变形很小时，变形对物体的运动和平衡的影响甚微，因而在研究力的作用效应时，可以忽略不计，这时的物体便可抽象为刚体。 16.如果变形体在某一力系作用下处于平衡，则忽略变形，将实际变形抽象为刚体，其平衡不变，称为刚化原理。 17.无论是施力体还是受力体，其接触所受的力都是作用在接触面积上的分布力。、 18.当分布力作用面积很小时，为了工程分析计算方便起见，可以将分布力简化为作用于一点的合力，称为集中力。 19.力是物体间的相互作用，这种作用将使物体的运动状态发生变化------运动效应，或使物体发生变形-------变形效应。 20.力是矢量。当力的作用在刚体上时，力可以沿着其作用线滑移，而不改变力对刚体的作