Question

简述材料力学的工程应用

Answer 1

力学是一门独立的基础学科，涉及力，运动和介质（固体，液体，气体和等离子），宏观，精细，微米的力学性质，研究基于机械运动，其物理，化学，生物现象。运动再生。

力学是一门基础学科和一门技术学科。它研究能量和力以及它们与固体，液体和气体的平衡，变形或运动的关系。

力学可分为三个部分：静力学，运动学和动力学，静态研究力的平衡或物体的平稳问题；运动学仅考虑物体如何运动，而不讨论其与力的关系。

动力学讨论了物体运动与力之间的关系。现代机械实验室设备，例如大型风洞和水洞，本身就是一项综合性的科学技术项目，需要多种工作类型和多学科协作。

扩展资料：

在理论推论中，为了使理论更具可扩展性和适用性，经常使用一些无量纲的参数，例如雷诺数，马赫数，泊松比等。

这些研究反映了物理和纯粹的数字，不受大小，单位系统，工程特性和实验设备类型的限制。逻辑上的完善；

一些较重的数值方法和近似计算；一些侧重于实验技术等等。越来越多的人致力于运用现有的力学知识来解决工程技术中提出的特定问题或探索自然的奥秘。

现代机械实验室设备，例如大型风洞，水洞，其建立和使用本身就是一项综合性的科学技术项目，需要多种类型的工作和多学科的协作。

在力学研究中，存在着细致，独立的分工以及全面，全面的协作。应用研究需要清楚地了解应用对象的过程，材料属性和技术关键。

Answer 2

材料力学解决的是结构材料的强度问题。工程上用来验算截面抗拉抗压抗弯能力。

Answer 3

解决工程中有关强度、刚度、稳定性问题

Answer 4

材料力学在工程中的一些应用

一、材料属性
材料属性 讲到材料力学与工程，首先说说材料属性。材料在工程中常用的属性主要有：
1、密度ρ
（与结构自重和地震荷载有关）
2、弹性模量E （指的是材料在单位长度、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/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）
二、截面的主要属性
截面的主要属性截面的主要属性
截面的主要属性 对于杆件来说，都有截面，不同的截面就会有不同的截面属性，在工程中用
到的截面属性主要有：
1、惯性矩I （惯性矩×弹性模量=截面的抗弯刚度）
2、抵抗矩W [截面所受的弯拒÷（抵抗矩×塑向发展系数）=截面所受的最大弯
曲应力]
3、截面面积A
4、面积矩（截面静矩）S
5、抗扭惯性矩Ik
6、抗扭抵抗矩Wk 7、回转半径i （长细比=长度/回转半径）
截面属性有很多软件都可以直接计算出来，在这里就不作太多的介绍，下面讲一下在
CAD中怎么求得这些截面属性。
1、在CAD中等比例绘制截面（如下图）
2、把绘制好的截面建成面域，点工具——查询——查询面域特性
但是此时的截面特性是相对于原点的值，与我们要的结果不同
3、看到上面的属性里有质心坐标，我们把CAD的坐标移动到质心上
4、重新点工具——查询——查询面域特性，可以看到如下图的结果
5、抵抗矩的求法
X轴向的抵抗矩 Wx=Ix/Y轴方向的边界离质心的距离
Y轴向的抵抗矩 Wy=Iy/X轴方向的边界离质心的距离 （同一轴向上求出来的结果分为正负方向，计算时取小值）
6、面积矩的求法
求X轴的面积矩，先把画好的截面沿X轴切掉一半去（如下图）
接着建立面域，点工具——查询——查询面域特性，可以看到如下图的结果

X轴正方向上的面积矩S=剩下这一半的面积（1441.3752）×质心离X轴的距离（72.6567）
（其它方向上的面积矩求法相同）
7、抗扭惯性矩Ik与抗扭抵抗矩Wk在静力计算手侧上给出了一些比较规则的截面的计算
公式，这里就不作列举了。

三、材料的受力形式
材料的受力形式材料的受力形式
材料的受力形式 材料的受力主要分为：
1、轴向力 （轴拉力、轴压力）
2、剪切力
3、弯拒
4、扭拒

四、力与材料和截面之间的关系
力与材料和截面之间的关系力与材料和截面之间的关系
力与材料和截面之间的关系 1、受轴向力时
轴向应力A
N
=
σ （压应力、拉应力） N——轴压力、轴拉力 A——截面面积
轴向挠度EA
N
s= E——材料的弹性模量

2、受弯矩时
弯曲应力W
M
λ
σ=
M——截面所受的弯矩 λ——塑向发展系数，一般取
1.05
W——抵抗矩
弯曲挠度∫=xMd
EI
sM____1 （具体算法请看结构力学上册中的图乘法） M_____——单位荷载下的弯拒
M——所受荷载的弯拒
注：在受到均布荷载q时的几种结构中的最大玩拒与最大挠度：
1、简支梁 82ql
M= EI
ql
s
384
54=
2、固支梁 122ql
M= EI
ql
s
3844=
3、悬臂梁 22ql
M= EI
ql
S
84=

3、受剪切力时
剪切应力 x
x
xy
yt
I
SV
=τ
y
y
yx
xt
I
SV
=
τ
（适用于矩形截面与类矩形截面，如幕墙的铝立柱、铝横梁、钢方通、工字钢、槽钢、
H型钢、角钢、T型钢）
式中yxVV,——x、y方向上的剪力
y
xSS,——x、y方向上的截面面积矩
y
xII,——x、y方向上的惯性矩
y
xtt,——x、y方向上的腹板截面总宽度
4、受扭矩时
最大扭转剪切应力k
kW
M
=τ kM——截面所受扭拒
kW——截面的扭转抵抗拒
扭转角度∫=l
x
k
kd
GI
M0? kI——抗扭惯性矩

G——剪切模量 l——扭转点离固定点的距离