材料力學在生活中的應用

2022-03-11 18:17:21 字數 1289 閱讀 5552

摘要:材料力學在生活中的應用十分廣泛。大到機械中的各種機器,建築中的各個結構,小到生活中的塑料食品包裝,很小的日用品。

各種物件都要符合它的強度、剛度、穩定性要求才能夠安全、正常工作,所以材料力學就顯得尤為重要。

關鍵詞:材料力學生活應用

生活中機械常用的連線件,如鉚釘、鍵、銷釘、螺栓等的變形屬於剪下變形,在設計時應主要考慮其剪下應力。汽車的傳動軸、轉向軸、水輪機的主軸等發生的變形屬於扭轉變形。火車軸、起重機大樑的變形均屬於彎曲變形。

有些桿件在設計時必須同時考慮幾個方面的變形,如車床主軸工作時同時發生扭轉、彎曲及壓縮三種基本變形;鑽床立柱同時發生拉伸與彎曲兩種變形。

利用材料力學中解除安裝與在載入規律得出冷作硬化現象,工程中常利用其原理以提高材料的承載能力,例如建築用的鋼筋與起重的鏈條,但冷作硬化使材料變硬、變脆,是加工發生困難,且易產生裂紋,這時應採用退火處理,部分或全部地材料的冷作硬化效應。

在生活中我們用的很多包裝袋上都會剪出乙個小口,其原理就用到了材料力學的應力集中,使裡面的食品便於撕開。但是工程設計中要特別注意減少構件的應力集中。

在工程中,靜不定結構得到廣泛應用,如桁架結構。靜不定問題的另一重要特徵是,溫度的變化以及製造誤差也會在靜不定結構中產生應力,這些應力稱為熱應力與預應力。為了避免出現過高的熱應力,蒸汽管道中有時設定伸縮節,鋼軌在兩段接頭之間預留一定量的縫隙等等,以削弱熱膨脹所受的限制,降低溫度應力。

在工程中實際中,常利用預應力進行某些構件的裝配,例如將輪圈套裝在輪轂上,或提高某些構件承載能力,例如預應力混凝土構件。

螺旋彈簧是工程中常用的機械零件,多用於緩衝裝置、控制機構及儀表中,如車輛上的緩衝彈簧,發動機進排氣閥與高壓容器安全閥中的控制彈簧,彈簧稱中的測力彈簧等。

生活中很多結構或構件在工作時,對於彎曲變形都有一定的要求。一類是要求構件的位移不得超過一定的數值。例如行車大量在起吊重物時,若其彎曲變形過大,則小車行駛時就要發生振動;若傳動軸的彎曲變形過大,不僅會使齒輪很好地嚙合,還會使軸頸與軸承產生不均勻的磨損;輸送管道的彎曲變形過大,會影響管道內物料的正常輸送,還會出現積液、沉澱和法蘭結合不密等現象;造紙機的軋輥,若彎曲變形過大,會生產出來的紙張薄厚不均勻,稱為廢品。

另一類是要求構件能產生足夠大的變形。例如車輛鋼板彈簧,變形大可減緩車輛所受到的衝擊;又如繼電器中的簧片,為了有效地接通和斷開電源,在電磁力作用下必須保證觸電處有足夠大的位移。

生活中處處都是材料力學的應用,它與我們的生活密切相關。而我們需要一雙發現的眼睛,處處留心皆學問,我們需要熟練掌握材料力學的知識才能明白其中的奧秘。材料力學讓我們明白了很多以前生活不能明白的問題。

我們受益匪淺,而它也是學習機械方面的基礎,是最關鍵的一門學科,以後學習工作的一種工具。

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