材料力学在生活中的应用

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力学基础知识的实际应用

力学基础知识的实际应用

力学基础知识的实际应用力学基础知识是物理学的重要组成部分,涉及到物体受力、运动和静止等方面的研究。

这些基础知识不仅仅停留在理论研究的层面,更有丰富的实际应用。

本文将通过介绍几个实际场景,展示力学基础知识在生活和工程中的实际应用。

第一部分:机械工程中的力学应用1. 汽车碰撞防护设计在汽车工程中,力学知识对于碰撞防护设计起着关键作用。

通过研究力的作用、力的分解和合成,工程师们能够设计出更加安全的汽车结构。

例如,在碰撞时,汽车车身需要能够吸收和分散撞击力,以减少乘客的受伤程度。

力学知识可以帮助工程师们确定车身设计的优化方案,确保安全性能满足标准要求。

2. 建筑物结构设计在建筑工程中,力学知识对于建筑物结构的可靠性和稳定性起着至关重要的作用。

通过应用静力学和动力学的原理,工程师们可以确定建筑物的受力分布、抗震性能和承载力等参数。

例如,在高层建筑设计中,工程师们需要考虑到风力、地震力和重力等外力对建筑物的影响,从而确保建筑物的结构安全。

第二部分:生活中的力学应用1. 运动中的力学原理在日常生活中,我们经常会遇到力学原理的应用。

例如,骑自行车时,我们需要通过踩踏来给自行车提供动力,从而驱动车轮转动。

这里涉及到力的作用和物体运动的原理。

力学知识能够帮助我们理解运动中的力的作用,以及如何运用力来进行运动。

2. 体力训练和运动损伤的预防在进行体力训练和运动活动时,了解力学基础知识可以帮助我们更好地进行训练和预防运动损伤。

例如,在进行重量训练时,我们需要学会正确使用肌肉力量来提起重物,以及保持良好的姿势来减少对关节、骨骼和肌肉的过度压力。

力学知识可以帮助我们了解身体的受力情况,从而避免运动损伤。

第三部分:工程应用中的力学知识1. 机械设计中的力学分析在机械工程领域,力学分析是进行机械设计的关键步骤之一。

通过应用强度学和刚度学的原理,工程师们可以预测和分析机械部件在工作时的受力情况。

这有助于工程师们选择合适的材料和尺寸,确保机械部件可以承受预期的载荷,并且具有足够的刚度和稳定性。

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。

生活中的材料力学

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
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

材料力学在生活中的应用

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

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。

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材料力学理论在生活中的应用这篇论文选取了三个生活实例,运用材料力学所学的知识,通过受力分析,应力分析,强度校核回答了三个基本问题:铝合金封的廊子窗格是否可以无限高;千斤顶的承载重量是否可以任意大小和桥梁。

关键词
材料力学拉压强度挠度剪切压杆稳定组合变形受力单元体铝合金千斤顶
1.铝合金封的廊子窗格是否可以无限高
图一铝合金门窗、廊子
走在大街上,我们可以看到各式各样的廊子样式,可以看到大小不一的窗格布置,学了材料力学这门课程,我们不禁要提问了,窗格尺寸的极限是多么大才能保证支撑它的铝合金材料安全,不会变形?
现在就将这个模型抽象出来,假设铝合金材料是空心铝管,厚度可以任意选择,屈服强度取σ,只受玻璃给的压力(设玻璃居中,由于给定一段铝合金,主要承载件是玻璃,而且玻璃的相对总质量远远大于承载的铝合金的质量),外力
⁄(忽略玻璃的宽度),玻璃高度为是均匀分布力,设普通玻璃的密度是ρkg mm
H,取长度a mm的铝合金材料,宽度为b mm,高为h mm,如图二所示:
图二 玻璃安装示意图 该结构危险点在铝合金与玻璃接触处,并且中间部位有一定的挠度(只要有承载,就一定有挠度),当承载到一定极限时,挠度太大不满足装配要求了,或者承载到一定极限就会使铝合金破坏。

情形(一):挠度w 不满足装配要求——
将图二简化为图三(a)所示的力学简图,装配要求挠度值为[w],只要w ≤[w]即可。

首先,做外力矩M F ,单位力力矩图M
̅,如图三(b)所示。

图三 (a) 简化模型
图三 (b) 弯矩图 运用图乘法可以求的w=12×b 2×ρH 4×23×14×2=b ρH 48,进而,b ρH 48≤[w],
可以满足装配要求。

如果给定了最大允许装配误差[w],知道铝合金管的宽b ,还知道所使用的玻璃的密度ρ,那么H ≤
48[w]b ρ,也就是玻璃不可能无限高,是有一
个极限值的。

情形(二):剪切破坏——
因为玻璃是有一定的厚度的,设厚为δ在玻璃与铝合金接触的地方,
有剪切
力存在,考虑剪切面是矩形面,最大的剪切应力τ=32×
F Q A ,力学简图如图四所示。

图四 铝合金侧面示意图
每个截面上,剪力F Q =12ρδaH ,切面面积A =at , (t 为铝合金厚度),最大剪力为τ=3ρδH 4t ,可见,最大剪力是一个跟铝合金长度a ,宽度b ,高h 无关的量。


果使之满足τ≤[τ],可以得到H ≪4t[τ]3ρδ,或者t ≫3ρδH
4[τ],从这个结果我们可以
看到,可以通过增加铝合金的厚度提高承载玻璃重量,也可以通过降低玻璃的高度,从而使结果安全。

以上的讨论是将铝合金结构与玻璃理想化了的,在实际应用中,玻璃不是直接与铝合金接触,中间会有玻璃紧固条,相当于加宽了玻璃的宽度,还要考虑安装工艺,如果玻璃紧固条与铝合金是通过螺钉固定的,那么会导致应力集中,玻璃是脆性材料,应力集中是非常危险的。

所以尽量避免使用螺钉固定,如果非用不可,可以在螺钉与玻璃之间加上松软的垫。

采用规格厚的铝合金,尽量减小窗格的高度可以有效地提高整个结构的强度与稳定。

虽然铝镁合金在最近几年得到了广泛的应用,但是铝镁合金的使用量仍然不能跟钢铁相提并论。

自从几千年前我们进入铁器时代,铁这种金属材料一直都扮演着人们日常生活必不可少的材料之一,直到今天,甚至更久的将来。

铁的绝对优势首先源于铁矿石的价格相对其他金属要便宜,其次就是钢铁的热处理简单,技术成熟,可以制造出强度,刚度,韧性要求不同的材料,以满足人类某一方面的需求。

在我们的日常生活中,铁或者钢处处可见,家里的拖拉机几乎就是一堆钢铁的组合,各种田间劳作的工具,各种交通工具……
2.千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。

机械式千斤顶(如图五(a)示),设其丝杠长度为l ,有效直径为d ,弹性模量E ,材料抗压强度为σc ,承载力大小为F ,规定稳定安全因数为n w 。

图五(a) 千斤顶示意图 图五(b) 千斤顶丝杠简化图
首先,计算丝杆柔度,判断千斤顶丝杆为短粗杆,中等柔度杆,还是细长杆。

丝杆可以简化为一端固定,另一端自由的压杆(如图五(b)所示),长度因数μ=2。

圆截面的惯性半径为i =√I A =d 4,可计算柔度λ=μl i ,查阅千斤顶这种材料的柔
度表,将得到的λ与之比较,确定千斤顶丝杆的性质(一般千斤顶丝杆为中等柔度杆,但是针对具体千斤顶,应该具体分析),最后计算临界力F cr 。

如果千斤顶丝杆是细长杆,临界力用欧拉公式F cr =π2E
λ2A 计算,其中E 是丝
杆的弹性模量;如果千斤顶丝杆是中等柔度杆,还要查阅丝杆材料数据手册,利用经验公式F cr =(a −bλ)×A ,其中a ,b 都是常数,可以从表里查阅到;如果千斤顶的丝杆是短粗杆,它只会发生强度破坏,不会发生失稳。

计算所得的F cr 是临界力,实际生活中,我们是不能直接加载到这个力大小的,因为稍微一个小的扰动,或者材料的不均匀,都会使千斤顶失稳,严重的可能造成千斤顶的破坏,或者是支撑物的损坏,也就是我们还要人为加进去一个安全因数n w (大于1的常数),使加载力F ≪F
cr n w ,确定好最大的安全加载力后,还要校正一下丝杆的强度,先假设力F 作用在圆心处,且与轴线平行,此时只要满足F A ≪[σC ]就可以认为加载力安全。

考虑实际生活中,千斤顶使用时承载力并不是集中力,即使将所有的力向圆心处等效,由于力作用面可能不对称,也会产生一个等效的力偶作用,假设等效力大小为F ′,等效力偶为M ’,受力简图如图六所示。

图六 实际千斤顶受力向圆心简化结果
此时,千斤顶的丝杠发生拉伸与扭转的组合变形,危险截面在在丝杠边缘上各个位置。

从A-A 截面截开,在最靠近我们的点处取应力单元体,受力分析如图,其中σ是压应力,τ是切应力。

图七 A-A 截面边缘单元体受力情况
σ=F′A ,τ=M′W t ,W t 是截面的抗扭截面系数,对于千斤顶丝杠来说,A =πd 24,W t =πd 316,只要给定直径d ,截面面积A 与截面的抗扭截面系数W t 都是已知量。

最后校核这种受力状态下的丝杠强度。

如果采用第三强度理论校核,则第一主应力(最大应力)σr3=√σ2+4τ2,如果采用第四强度理论校核,则第一主应力σr4=√σ2+3τ2,选择其中一种校核,如果丝杠的第一主应力σr ≪[σ],则等效后合力与合力偶满足强度要求,如果不满足这个不等式,则要想法减小σr ,有两个途径,第一,可以减小σ,通过减小承载力F 或者增大丝杠的直径d
可以达
到减小压应力的要求;第二,可以减小τ,可以通过合理分布载荷F,使分布载荷对圆心的合力偶尽量小达到要求。

从这个实例的讨论中,我们不难得出这样的结论,使用千斤顶时,尽量使载荷对称分布,合理摆放千斤顶的位置,可以有效地提高千斤顶的稳定性,保证千斤顶的安全使用。

3.桥梁
桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。

确切的说是用来将交通路线 (如道路、铁路、水道等)或者其他设施 (如管道、电缆等)跨越天然障碍 (如河流、海峡、峡谷等)或人工障碍 (高速公路、铁路线)的构造物。

桥的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。

桥可以打横搭着谷河或者海峡两边,又或者起在地上升高,槛过下面的河或者路,让下面交通畅通无阻。

三分析
如果在安全的前提下,将原来的四个桥墩和三个拱形拉索变为三个桥墩和两个拱形拉索。

不仅可以节约大量的材料,降低成本,而且有美观。

当我们讨论完这两个实例后,回头再想想我们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。

材料力学是一门实用的学问,当我们学会了书本中的理论知识的同时,也就掌握了挑选材料,制造工具的能力,作为工科专业的大学生,我们应该努力达到理论知识应用于实际的能力,善于发现身边的材料力学的应用,善于分析各种现象的原因,善于总结各种结构的特性,做一个富于创新的大学生。

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