陕西科技大学机电过控复习专刊第九期第一部分Word下载.docx

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摘要：

在当今现代化社会中，由于高新技术的迅速发展，以及各种土木建筑工程行业的迅速产生及壮大，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。

关键词:

材料力学知识（强度、刚度、稳定性、变形、弯曲等）、生活运用、知识运用

正文：

一：

材料力学知识在工程设计中的运用

在工程设计中，大量运用到材料力学的知识，在进行工程设计或机械设计时，要进行材料的选定和各种许用压力的计算，涉及各种材料的强度、刚度、稳定性条件的确定等。

好的机械设计结果往往需要得到广泛的力学知识的支持。

在机械设计或工程设计时，在考虑材料的强度、刚度、稳定性条件时，要进行综合思考。

对于某些特定的构件在设计中要考虑其特殊性，如储气罐主要保证强度，车床主轴主要要求具备足够的刚度，受压的细长杆主要要求其稳定性。

但对于某些构件还要进行相反的要求，这些都是基于材料力学的知识进行实际运用和实际分析的。

如在生活中为了防止超载，当载荷超出某范围时，安全销将立即得到破坏，又如为了防止振动冲击，车辆的反冲弹簧需要较大的弹性变形。

因此，材料力学知识几乎和生活中的每个细节都息息相关。

为了进行较好的设计，材料力学知识的广泛运用是必不可少的。

在设计构件时，不仅要考虑强度、刚度、稳定性条件，还应尽可能的节省材料，降低经济成本，使材料得到综合的运用。

设计构件时既要考虑其安全性，又要考虑其经济性，应该从多方面进行考虑。

因此，在运用广泛的材料力学知识的同时，既要考虑可以以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，选择合适的材料，为构件的设计提供必要的理论依据和理论基础，为生活节省经济的同时，又使设计工作完美的结局。

材料力学在工程设计中的运用，使材料行业得到迅速发展，同时设计行业也更获益。

二:

材料力学在生活中对构件的影响

1力的影响

材料力学中，某一构件时，该构件以外的其他物体作用在该构件上的力称为外力，根据外力的作用方式，又可以分为表面力和体积力。

，楼板对屋梁的作用力就是沿杆件轴线作用的分布力。

油缸内壁上的油压力就是连续作用与物体表面的分布力。

车轮对钢轨的压力、轴承对轴的支撑力，都可以视作用于一点的集中力，根据力的承载能力，可以进行合适的可装载载荷的相关计算，从而可以避免生活中由于忽视材料力学知识而发生的悲剧再次重演。

在生活中，各种力对构件的影响往往决定了整个构件的安全性能。

若其安全性无法得到保障，突发事件就会这样产生。

因此，材料力学知识的广泛运用也对人们的生活有很大的帮助。

2生活中的相关构件变形

（1）拉伸或压缩变形：

起吊重物的钢索、多杆系统的杆件变形等

（2）剪切变形：

生活中常用电器中的某些机械连接件的变形，如铆钉、键、销钉、螺栓的变形

（3）扭转变形：

汽车的传动轴、转向轴，水轮机的主轴等轴类机械零件的变形。

（4）弯曲变形：

火车轮轴、起重机大梁的变形等

3材料的性能

（1）在生活中，材料的性能有其拉伸与压缩的力学性能。

材料的力学性能又称作机械性能，是指材料在外力作用下所表现出来的变形、破坏等方面的特性，在生活中及其常见，如各种机械零件由于多年受载荷的影响，发生一定的变形，随着时间的推移，变形量逐渐增大，直至其不能使用。

因此，在某些重要机械工厂要进行不定期的安全性能检验，使机械运作效率有所提高，并可以避免机器停止运转的发生或降低其发生频率，以达到较大的经济效益。

材料力学知识，在机械制造厂和某些靠大型机械运作的公司中，有广泛的运用。

（2）材料的塑性：

材料能经受较大的塑性变形而不破坏的能力，称为材料的塑性或延性。

通常情况下，材料的延伸率大于百分之五的材料称为塑性材料，小于百分之五的称为脆性材料。

如结构钢、黄铜等为塑性材料，而工具钢、灰铸铁、玻璃、陶瓷等属于脆性材料。

在工程建筑中，材料的塑性和脆性是进行材料选取必不可少的环节。

在进行许用载荷的计算时，有时也曾需要对材料的类型进行考虑，因此，尽管是材料力学中的一个微不足道的小知识点，在生活中也能发挥巨大的作用。

材料力学知识的普遍运用给日常生活提供了很大的便利。

材料力学材料性能的鉴定和运用，给工程建筑领域提供了知识基础和理论依据。

4生活中的弯曲

工程中的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。

例如行车大梁在起吊重物时，如果其弯曲变形过大，则小车的行驶将会发生一定的振动，因此，为了避免这些情况的发生，常常会利用材料力学当中的知识进行一定的计算，然后运用到实际，控制其变形量，从而达到预期的目的。

再如，日常生活中，各种机械中的齿轮传动结构中，若传动轴的弯曲变形过大，不仅会影响齿轮不能较好的啮合，还会使轴颈与轴承发生不均匀的磨损，由于传动过程中有害阻力的增大加之构件之间的磨损，机械就在高速运转中会容易得到破坏，因此，为了使机械运作正常，并得到很好的使用，常常需要材料力学知识的运用，然后对机械中部分零件进行改造或参数校准，就能避免不必要的经济损失。

再者，街道中常见的输送管道，或某些进行输送物料的管道，如果发生严重的弯曲变形，会影响管内物料的正常输送，还会出现积液、沉淀和法兰联结等现象；

日常生活中的用纸都是经过造纸厂各种细心加工后才投入使用，如果，造纸厂中的造纸机的轧辊，发生严重的弯曲变形，生产出来的纸张就会厚薄不均，全部成为废品，这不仅会给厂家带来巨大的损失，同时也会对人们日常生活造成一定的影响。

这些都只是第一类弯曲变形。

另一类是要求构件能产生足够的变形，这种变形通常会发生在各种交通运输的部分零件中，这对人们的生活有着极大的联系。

如车辆的钢板弹簧，变形大可以减缓车辆受到的冲击；

又如继电器中的弹簧片，为了有效的接通和断开电源，在电磁力的作用下必须保证触点有足够大的位移。

材料的弯曲变形几乎涵盖了生活中的每个细节，对日常生活有着极大的用处。

由此可见，材料力学中的弯曲变形的计算和设计，以及控制弯曲变形的大小，对生活中工程建筑、家用品生产、物料输送等方面都有广泛的运用，并起着极大的功能。

三材料与生活

随着高科技的迅速发展，材料中的新元素也得到了迅速的开发和研究，并得到了迅速的发展。

材料领域中，复合材料得到了广大人民的亲睐。

结构复合材料是用人工方法将高强度、高模量纤维与韧性基体材料结合起来而形成的新型结构材料，由于复合材料的比强度、比刚度、耐热性、减震性和抗疲劳性都远远超过并优于作为基体的原材料，近年来得到了人们的重视，并得到广泛的运用。

二十一世纪的高新技术，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重要工程的建筑、保养、修复、安全性能检测等多方面都涉及到材料力学知识的运用。

以材料力学知识为基础，与其他学科知识相综合，综合运用指导下完成各种项目的开发与研究。

正是有材料力学知识作为基础，各领域才得以不断的完善和迅速发展。

在冶金行业中，冶金并轧制抗拉和抗压强度都很高的，延性都也是很好的，质量均匀的建筑钢材，随后产生的高强度钢丝，钢索，其强度的合格性检验也都是利用材料力学的相关知识进行的。

梁，拱架结构，网架结构，悬索结构在工程中的广泛使用，也少不了材料力学知识作为后盾。

有了材料力学知识的广泛运用，才能使工程建筑行业、冶金行业、造纸行业、物料输送行业等各领域得到迅速的发展，使人们的生活更加便利。

材料力学知识的广泛应用，使结构化建筑更加完美，世界更加美好。

篇2

材料力学在生活建筑学的运用

随着高层建筑在我国的迅速发展,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。

本文就高层建筑结构的设计要点谈谈材料力学在建筑学中的广泛应用。

关键词：

高层建筑；

材料力学；

结构体系；

结构分析

材料力学知识简介与生活中的运用

材料力学（mechanicsofmaterials）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；

（材料力学的基本假设）

a）1连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积

b）2均匀性假设——在固体内任何部分力学性能完全一样

c）3各向同性假设——材料沿各个不同方向力学性能均相同

d）4小变形假设——变形远小于构件尺寸，便于用变形前的尺寸和几何形状进行计算。

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（Hooke'

slaw），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。

20世纪产生的另一些高新技术，如核反应堆工程、电子工程、计算机工程学。

虽然是在其它基础学科指导下产生和发展起来的，但对材料力学都提出了各式各样的，大大小小的问题。

材料力学知识的广泛运用，使生活中各行业得到迅速发展。

如冶金行业、物料运输行业、珠宝鉴定行业、工程设计行业、科研行业、技术研究与开发行业、交通质量安全检测行业等多个领域，材料力学知识的广泛运用，使现实世界发展迅速并使各个行业得到提升。

尤其是在生活建筑学方面得到了广泛地运用和发展，并得到了人们的深刻认识和体会。

人们逐渐认识到材料力学知识在生活中的重要性。

材料力学在生活建筑学的运用就是一个很好地体现。

下面就仔细谈谈材料力学在生活建筑学的运用和对人们日常生活的影响。

二：

生活中高层建筑的结构设计特点

1．结构内力与变形

　随着建筑物高度的增加,水平荷载作用下的结构侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑物高度的四次方成正比。

所以对于高层建筑,结构侧移已成为设计中的关键因素,这是因为:

（1）高层建筑的使用功能和安全与结构侧移的大小密切相关。

结构在阵风作用下的振动加速度超过0.015g时,就会影响楼房内使用人员的正常工作与生活,而振动加速度的大小与侧移幅值的大小有关。

（2）过大的侧向变形会使高层建筑的隔墙、围护墙以及饰面材料开裂或损坏。

（3）高楼的重心位置较高,过大的侧移会使P-△效应产生较大的附加应力,甚至因侧移与应力的恶性循环而导致建筑物破坏。

由此可见,在高层建筑结构设计时,不仅要求结构具有足够的强度,还要求结