生活中的材料力学实例分析

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;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;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;机械式千斤顶如图一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,承载力大小为F,规定稳定安全因数为;图一a 千斤顶示意图 图一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一b 所示,长度因数;圆截面的惯性半径为,可计算柔度,查阅千斤顶这种材料的柔度表,将得到的与之比较,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;如果千斤顶丝杆是细长杆,临界力用欧拉公式计算,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,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大于1的常数,使加载力,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,等效力偶为M ’,受力简图如图二所示;图二 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,其中是压应力,是切应力;图三 A-A截面边缘单元体受力情况a是截面的抗扭截面系数,对于千斤顶丝杠来说a,只要给定直径d,截面面积A与截面的抗扭截面系数都是已知量;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,如果采用第四强度理论校核,则第一主应力,选择其中一种校核,如果丝杠的第一主应力,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,有两个途径,第一,可以减小,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,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;2.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、、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;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如上图变为三个桥墩和两个拱形拉索如下图;不仅可以节约大量的材料,降低成本,而且有美观;3.汽车刹车的受力问题：1、汽车刹车的受力情况;2、刚体,质心运动,牛顿第三定律;质量为的汽车在水平路面上急刹车,前、后轮均停止转动,前后轮相距,与地面的摩擦系数为,汽车质心离地面高度为,与前抡轴水平距离为,试分析前后轮对地面的压力;解：把汽车模型化为刚体,以此为隔离体;汽车受力和、分别代表重力和地面支持力；因前后轮均停止转动,故和均为滑动摩擦力;根据质心运动定理：在地面上建立直角坐标系,将上试向轴投影：因为滑动摩擦力为：,建立平动的质心系;应用对质心轴的转动定理,得：由上面方程可解出：根据牛顿第三定律,前后轮对地面的压力大小分别为、但方向朝下;讨论：若汽车静止于水平地面上,则地面对前后抡支撑力为：综上计算结果比较可知,刹车时前轮受到的压力比静止时大,并造成汽车的前倾;汽车加速时则后倾;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;。

生活中的力学
从小妈妈教的煮饺子方法：当水烧开后下饺子，用漏勺自锅底搅动饺子以防粘在锅底，搅动后盖锅盖，大火煮；待汤沸腾之后，饺子会浮上水面，等饺子全浮到水面；添加少量冷水至汤止沸，如此，连加二次冷水再煮沸，饺子即可出锅。

曰：饺子煮沸，若开盖大火煮煮馅，盖锅盖煮煮皮。

究其原理，力学可解。

这和材料力学中冷作硬化关系密切，冷作硬化一般是指金属材料在常温或再结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒产生剪切、滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，减少表面层金属变形的塑性。

金属在冷态塑性变形中，使金属的强化指标，如屈服点、硬度等提高，塑性指标如伸长率降低的现象称为冷作硬化（概念可从百度中获得）。

这里有几个概念需要注意，屈服点、硬度，这几项指标增强了也就是材料变得不容易破坏了。

由于金属研究较深，故冷作硬化多对金属而言，实际上食材中的冷作硬化也是制作美味佳肴的独一绝技。

饺子皮和馅所用材质不同，不可同时煮熟。

煮饺子如果只是盖锅盖煮，饺子皮由于在高温、高压下，水分子不断侵入饺子皮中，会使饺子皮变得松软易化，吃起来就缺乏劲道，没有嚼头。

这时如果加入冷水，使饺子在瞬间冷却，这时饺子皮就经历了类似于金属材料中的冷作硬化，其表面组织得
到强化，水分子不易进入，使饺子皮劲道增强，吃起来嚼头十足。

这时馅还不易熟，需增加煮时，再盖锅盖加煮时间，在这个过程中饺子内的馅由于受到皮的保护，并没有骤然降温，也就不会发生冷作硬化，待温度重新升起，肉馅就得到了持续加温。

反复三次，一般情况下，肉馅熟了，皮的劲道也保住了，即可成为美味佳肴！。

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。

生活中的材料力学实例分析材料力学是研究物质在外力作用下的变形和破坏规律的一门学科。

在日常生活中，我们经常会遇到一些与材料力学相关的实例。

下面我将选择一些实例进行分析。

第一个实例是日常生活中的弹簧。

弹簧是一种能够产生恢复力的材料形式，具有很广泛的应用。

例如，我们在家里的床、沙发和椅子上经常会使用到弹簧，它们能够提供一定的支撑力和舒适感。

当我们坐在弹簧床上时，床垫下的弹簧能够根据人体的重量产生弹性变形，支撑身体并增加舒适感。

这里的弹簧可以看作是一个弹性体，受到外力后能够产生弹性变形，并通过恢复力将变形恢复到原来的形态。

弹簧的力学性质等取决于其材料的选择和制作工艺，例如弹簧的刚度和耐久性。

第二个实例是汽车的车身结构。

汽车的车身是由各种不同的材料组成的，例如钢铁、铝合金和碳纤维等。

在汽车行驶过程中，车身需要承受各种不同的力，例如重力、碰撞力和风力等。

材料力学的理论和方法可以用来研究汽车车身的强度和刚度等机械性质。

通过对车身材料的选择和设计结构的优化，可以提高汽车的安全性和性能。

第三个实例是建筑物的结构设计。

建筑物的结构不仅要承受自身的重力，还要考虑外界风力、地震等因素对结构的影响。

材料力学的知识可以用来分析建筑物的受力和变形规律，以及选取合适的材料和设计结构来保证建筑物的安全性。

例如，在高楼大厦的设计中，需要考虑到强度、刚度和稳定性等因素，以确保建筑物能承受风力和地震等外界力所带来的挑战。

第四个实例是医疗器械的设计与使用。

医疗器械的设计与制造需要考虑材料的力学性能，以保证其在使用过程中的安全性和有效性。

例如，人工关节的设计需要考虑到骨骼的力学特性以及韧带和肌肉的作用力。

材料力学的理论和方法可以用来优化人工关节的形状和材料的选择，以实现更好的适应性和稳定性。

第五个实例是体育用品的设计与制造。

体育用品的设计需要考虑到材料的强度、刚度、耐磨性和韧性等特性，以满足运动员的需求。

例如，篮球的弹性和柔韧性对运动员击球的效果有很大影响，而击剑运动需要剑的刚度和耐弯曲性来确保安全。

材料力学在生活中的应用工程力学系别：专业：姓名：学号：班级：工程力学在材料中的应用在我们所学习的孟凡深版《工程力学》中的绪论谈到工程力学包括理论力学的静力学和材料力学的有关内容，是研究物体机械运动的一般规律和有关构件的强度、刚度、稳定性理论的科学，是一门理论性和实践性都较强的专业基础课。

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，但他对于梁内应力分布的研究还是很不成熟的。

纳维于1819年提出了关于梁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式。

物体流变学是研究较广义的力学运动的一个新学科。

1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才受到了普遍的重视。

它分实验研究和理论分析与计算两个方面。

但两者往往是综合运用，互相促进。

工程力学：包括实验力学，结构检验，结构试验分析。

模型试验分部分模型和整体模型试验。

结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。

实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。

结构的现场测试还有其他的目的：1.验证结构的机能与安全性是否符合结构的计划、设计与施工的要求；2.对结构在使用阶段中的健全性的鉴定，并得到维修及加固的资料。

竭诚为您提供优质文档/双击可除材料力学案例：教学与学习参考篇一：材料力学案例分析迈安那斯桥坍塌事故原因分析1．关键词：桥梁垮塌，组合变形，偏心载荷，设计失误2．事件背景时间：1983年6月27日，地点：美国康涅狄格州迈安那斯（mianus）河桥垮塌，造成4辆汽车掉落桥下，3人死亡，多人受伤。

图1垮塌的迈安那斯河桥该桥梁结构属于钢结构的多跨静定梁，建成于1958年，桥龄25年。

大桥双向各三线车道，每日车流量超过10万次。

大桥的悬臂式的结构在建桥当时是很流行的样式：主跨为两端外伸梁，主跨两侧各有一段约30米长的悬吊梁垮。

垮塌的是东悬吊跨的一段梁，其西端接在称为轴台的支架上，用水平销连接到中跨梁外伸段的自由端；东端以销接吊件连接在东边悬臂梁的末端，正是此悬吊组件的破坏导致了大桥的坍塌。

1983年春末，大桥边的居民向当局反映他们听到桥身发出尖锐的声响。

过去至少五六年来，这些居民陆续在河边检到桥上掉下来的混凝土碎块或碎钢屑，每次他们都尽责地向公路局报告。

而近来在轰隆的车流声中，他们又听到了新增的噪音。

一位居民表示：“像是几千只鸟同时唧喳地发出刺耳的鸣叫。

整个周末，都可以清楚地听到这样的声音。

”6月27日星期一凌晨1：30左右，大桥在一声巨响中发生坍塌。

图2悬吊梁的支撑结构3．事故过程与关键性细节康州公路局长看了现场的残骸后，表示他发现了桥梁倒塌的可能线索：把掉下去的桥身和悬臂式钢梁拴在一起的栓销少了一个。

这个长约18厘米的栓钉的一部分残余物最后在河里被捞起，其余的部分还在桥上，它看起来像是被剪断的。

事故起因是因为栓销断裂，还是另有原因？为了解开谜团，局长请来了专家，另外还有3家独立的工程公司和国家交通安全局的代表以及法院指派的工程师都参与了事故调查，可是各方都强调不同的理由并得出不同的结论。

事故调查最终认定了事件是按照如下的过程发生的。

这座桥在过去25年里，由于排水口误被铺路面的材料封掉，使得雨水不断从路面流到支撑桥体的悬吊组件里，浸入吊板和栓销中并产生锈蚀和冬季的冻胀；每一次，当汽车驶过桥面时，都会在吊板上产生侧推力，从而把吊板在栓销上的位置向外推，道桥与河流的斜交效应（540角）增大了上述侧推力；在悬吊跨梁的东南角上，侵蚀力、冻胀力和侧推力相叠加而形成了特别大的力，使用于约束栓销的销帽向外弯曲直至被推出去；在倒塌发生的几小时前或几天前，内吊板的下部很可能已经脱离开了栓销，使整个悬吊跨梁的东南角下倾了一点。

材料力学案例一、案例背景介绍材料力学是研究材料受力后变形和破坏的学科，是工程学、物理学和数学等多个学科的交叉领域。

在工程领域中，材料力学的应用非常广泛，例如在设计建筑物、制造机械、开发新材料等方面都必须考虑材料力学的因素。

本文将介绍一个关于材料力学的案例，旨在帮助读者更好地理解该领域的应用。

二、问题描述某公司生产一种塑料管道，在实际使用过程中发现其存在弯曲变形的问题。

经过分析，该问题主要是由于管道内部压力过大导致。

为了解决这个问题，需要对该塑料管道进行材料力学分析，并找出合适的解决方案。

三、材料选择首先需要选择合适的塑料作为管道材料。

经过市场调查和实验测试，最终确定了聚氯乙烯（PVC）作为该塑料管道的主要原材料。

PVC具有良好的耐腐蚀性能、良好的电气绝缘性能和较高的耐压强度，因此非常适合用于制造管道。

四、管道设计在确定了材料后，需要对管道进行设计。

根据实际需求和使用条件，设计出了一种直径为50mm、壁厚为3mm的PVC管道。

为了保证其耐压性能，在设计中考虑了管道内部压力和外部环境等因素，并采用了合适的加强筋和支撑结构。

五、材料力学分析1.应力分析在实际使用过程中，该PVC管道内部会受到一定的压力作用。

根据材料力学的原理，应力与压力成正比，因此可以通过计算得出该管道内部所受的应力大小。

假设该PVC管道内部的压力为10MPa，则其所受的应力可以通过以下公式计算：σ = P / A其中，σ表示应力，P表示压力，A表示横截面积。

将数据代入公式中可得：σ = 10 / (π × 0.047^2)计算得出该PVC管道内部所受的应力约为31.9MPa。

2.变形分析由于该PVC管道存在弯曲变形问题，因此需要对其进行变形分析。

在实际使用过程中，由于外界环境等因素的影响，该管道会出现一定的弯曲变形。

为了计算其变形量，可以采用材料力学中的弹性模量公式：E = σ / ε其中，E表示弹性模量，σ表示应力，ε表示应变。

材料力学中的工程案例
1 工厂吊车梁的改造
某工厂车间的吊车梁原来设计吊重为250吨，现需要升级至350吨，企业委托学校进行升级改造。

原梁为跨长24米的工字型简支梁，材料Q235钢，翼缘部分由多层钢板叠置组合而成，腹板为单层钢板，连接方式为铆钉连接和焊接，截面如图所示。

要求：由于车间生产任务重，做到改造期间不停产。

2、组合截面强度分析
古代寓言“七根筷子”：有一个老人，他有七个儿子，儿子之间不和睦，老人很担心。

临终前把七个儿子叫到床前，给每人一根筷子，让他们折断筷子。

七个儿子很容易的做到了，老人又拿出七根筷子，把他们捆成一捆，并用绳子捆紧，然后让七个儿子试着去折断筷子，可是却没有一个儿子能做到。

儿子们悟出来一个道理，也明白了父亲的愿望，让他们团结起来，从此就不会被人欺负了。

试通过材料力学分析折断七根筷子所用的力量是折断一根筷子的多少倍？（基于弯曲受力方式）
基于其它受力方式（拉伸和压缩）是否也有如此效应呢？。

一些《材料力学》概念、现象的生活化解释材料力学有很多的概念、公式，要记忆和理解并非易事。

而生活中却充满了许多力学知识，比如动能定理、动量守恒等等，这些概念、公式在生活中都可以找到具体的运用，也可以进行适当推广，让《材料力学》的知识更容易被我们所掌握。

下面是几个简单例子：1、向心加速度与径向加速度。

两个圆周运动合成一个单自由度的加速度，即向心加速度与径向加速度。

有的同学问，为什么我们要引入这两个力呢?因为加速度可以表示为轴对称图形的面积分，而向心加速度则与此轴垂直。

由此可见，物体的质量越大，所受到的合外力就越小，在速度方向上所作的功也越小，加速度就越小;反之亦然。

2、什么叫做弯曲?一般地讲，物体受到外力作用时会发生弯曲。

物体本身可以变形，可以位移，这就决定了其有弯曲的可能性。

在生活中，一切物体都存在着变形的问题。

但物体的变形受到外力的作用时，就不仅仅是单纯的位移了，同时还会产生一种阻碍位移的效应——阻力。

也就是说，变形物体的变形速度比没有变形物体的变形速度要慢得多，或者说变形物体会从其初始位置沿着另一固定方向继续运动下去。

这就是力学中的“位移-速度”关系。

所谓位移就是指物体的某一点相对于它的原来位置的距离;“速度”就是物体相对于他所选取的参考系(一般为地面)的瞬时速度，在此速度下它所经过的路程叫做“位移量”。

3、简支梁截面应变的计算方法。

这里我们所研究的是简支梁，那么只需在力的一边加一个正应力，然后根据变形协调条件列出位移-应力公式即可，应该注意到这是在截面形心在支座上的情况。

若截面不在支座处，则需考虑剪切变形的影响，可将其放在和支座等效的假设下进行分析。

同样，在没有横向载荷的情况下，纵向切应力的作用只会使梁的变形方向发生改变。

若假设梁两端无横向载荷，梁的横向变形不能忽略。

若已知横向载荷，则梁横向变形不能忽略。

若已知纵向载荷，则梁横向变形可以忽略。

4、什么是滑移线?①滑移线就是原来截面上的应力、应变分布情况，滑移线穿过了整个截面，此时的应力分布就不再是平衡状态的应力分布。

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。

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。

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。

机械式千斤顶（如图一(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，承载力大小为F ，规定稳定安全因数为。

材料力学剪刀案例分析
材料力学是一门研究材料在外力作用下的变形、破坏及失效规律的学科。

在材料力学中，剪切是指材料沿着平面的切应力产生相对位移的
现象。

下面介绍一个与材料力学剪切有关的案例。

某机械加工厂为了节约成本，采用了低质量的剪刀切割钢材。

在使用
过程中，由于刀刃不锋利，工人为了提高效率，经常使用力过大的方
式切割。

导致钢材表面质量差，甚至出现裂纹。

对于这个问题，材料力学的知识可以提供一些帮助。

剪切应力的大小
取决于应用在切割刀刃上的力的大小以及刀刃间的夹角。

如果刀刃不
够锋利，需要加大施力，就会导致切割面出现明显的破坏，破坏面呈
现出典型的剪切痕迹。

此外，如果材料的剪切应力超过了其极限强度，就会出现剪切破坏。

因此，对于这个问题，厂家应该考虑提高剪刀的质量，使其切割钢材
时更加精细，避免因切割力过大导致钢材的损坏。

同时，在使用过程中，也需要工人注意力度的掌握，避免因为施力过大而导致钢材的损坏。

该案例说明了在工业生产中，材料力学对于材料质量的控制具有重要
的作用。

材料力学的理论和知识可以帮助厂家和工人更好地掌握材料的特性，从而更好地控制材料的加工过程，提高产品的质量和效率。

材料力学案例分析一、案例描述工程公司负责修建一座高楼大厦，其结构为钢筋混凝土框架结构。

在施工过程中，工程师们遇到了一些材料力学方面的问题，需要进行分析和解决。

二、问题分析1.钢筋混凝土框架结构的设计是否合理，能否满足建筑的承载要求？2.柱子和梁柱连接处是否存在应力集中现象，是否需要加强支撑？3.使用的混凝土材料的强度是否满足要求？4.由于地基差异，一些柱子的荷载较大，是否需要额外的加固？三、问题解决1.针对第一个问题，可以通过使用有限元分析软件对材料力学方面进行模拟并进行设计优化。

通过对结构进行荷载计算和应力分析，可以确定结构参数的合理性，确保结构的稳定性和承载能力。

2.采用合适的连接方式和材料强度来解决柱子和梁柱连接处的应力集中问题。

例如采用钢筋搭接连接方式，提高连接部位的强度和稳定性。

3.进行混凝土材料的抗压强度测试，确保混凝土材料的强度满足要求。

同时，还可以通过添加合适的矿物掺合料或化学掺合剂来改善混凝土的性能，提高抗压强度。

4.针对地基差异大的柱子，可以采取加固措施，例如在底部增加钢筋剪力筋，提高柱子的抗弯承载能力。

也可以通过加固地基，例如进行深挖或灌注桩等方式，提高地基的承载能力。

四、解决方案评估以上的解决方案都是基于材料力学的理论知识和实践经验，可以有效解决工程中的材料力学问题。

通过有限元分析软件进行模拟，可以更加准确地评估和优化结构的设计。

五、总结材料力学在工程领域中起着非常重要的作用，通过对材料的性能和力学行为进行分析和研究，可以为工程设计和施工提供科学依据。

在解决工程实际问题时，需要不断深入研究和探索材料力学的理论和方法，结合工程实际情况，制定科学合理的解决方案。

这样才能确保工程的安全稳定和可靠性。

材料力学趣话例子500字
材料力学是研究物质在外力作用下的力学性质和变形规律的学科。

虽然听起来有些无聊,但实际上,材料力学中有许多趣味十足、奇思妙想的例子。

比如,我们知道钻石是地球上最坚硬的物质之一,它的硬度达到了10,但如果在太空中放置一颗钻石,它最终会裂成两半。

这是为什么呢？原来,太空中几乎没有气体或其他物质,没有外界的压力保护,所以钻石会因为内部的微小缺陷逐渐承受着逐渐增加的内部应力,最终裂开。

再比如,我们在日常生活中备受磨损的塑料袋为什么这么容易被撕破？原来,塑料袋的强度和韧性是由其分子链的长度决定的,但由于工业生产中的成本和效率的考虑,塑料袋往往只被拉长而没有被拉伸,即分子链并没有被拉直,从而使得塑料袋的强度明显降低。

此外,我们所钟爱的棒球也有着材料力学的奥妙。

对于左右旋球和四缝球,其原理就在于球的表面覆盖了大小不同的旋钮,在空气的作用下,这些旋钮会使得球的旋转方向和速度发生变化,产生各种神奇的飞行轨迹。

还有木材弯曲变形时出现的奇怪声响,被称为“木材的音”。

这是由于木材的细胞内充满了水分,在被挤压时,其所产生的压强和分子势能可以使木材的细胞撕裂,产生极高的负载,从而发出声响。

以上只是材料力学中趣味和奇怪现象的部分例子。

作为一门研究物质力学性质的学科,材料力学不仅能让我们深入了解物质的本质和力学变形规律,还能为我们带来无穷的趣味和惊奇。

2013个生活或工程中的常见问题Lucsam 兰州交通大学2013/5/12简述10个生活或工程中的力学问题一、工程建筑中的弯曲问题1.工程问题在建筑工程中,弯曲变形是结构常见的基本变形形式,比如楼房墙体外突出的空调支撑小平台.2.关键词:剪力,弯矩,力偶3.相关的力学知识分析:如上图所示的梁段上外力只有F A ,为保证y方向上的平衡，l-l截面上必定存在一个方向与F A 相反的力，该力有使梁产生沿截面产生剪切错动的趋势，所以称为剪力，记为F S . F S 和F A大小相等方向相反，构成一力偶，而力偶只能与力偶平衡，因此在横截面上必定存在一个力偶M，此力偶使横截面产生转动而引起梁的弯曲，故称为弯矩。

F S和M就是梁的的弯曲内力。

二、指甲刀的省力问题1.生活现象小小的指甲刀，不用很费力，就可以轻松地剪去手上的指甲，其中的原理，又是怎样的呢？2.关键词：杠杆原理，省力杠杆。

3.相关的力学知识分析：杠杆原理亦称“杠杆平衡条件”。

要使杠杆平衡，作用在杠杆上的两个力矩（力与力臂的乘积）大小必须相等。

即：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用代数式表示为F1· l1=F2·l2。

式中，F1表示动力，l1表示动力臂，F2表示阻力，l2表示阻力臂。

从上式可看出，欲使杠杆达到平衡，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之一。

而在指甲刀中，F1就是大拇指按的那个杆，F2就是指甲给指甲刀的力到支撑点的距离。

三、叉车起升原理1.工程问题分析叉车起升机构的起升原理。

2.关键词：叉车，起升原理，传动，拉力。

3.相关的力学知识分析：提升货物时，高压油通过分配器和输油管连续不断地进入起升油缸，在高压油的作用下把柱塞顶起上升，同时时链条拉动，产生拉力F作用于属具架，并可以使货叉上的货物随之上下运动。

四、人乘电梯时的受力分析1.生活现象人在乘坐封闭式电梯时，明显能感觉到自己受到了力的作用，并且其在不同时期身体感觉也不一样。

用身边的例子讲材料力学
材料力学是研究材料的力学性能的学科，是工程力学的一个分支。

它既包括材料的力学性能的研究，也包括材料的结构和特性的研究。

用身边的例子来讲材料力学，可以从常见的物体中发现各种有趣的现象。

比如，玩具汽车的轮子，它们的外形是圆的，但实际上它们是由许多小的碎片组成的，这些碎片是通过一种叫做“压缩”的力学原理拼接而成的，这种力学原理可以让碎片在外力的作用下紧密联结在一起，形成一个稳定的整体。

再比如，一根绳子，它看上去是细长的，但实际上它是由许多细小的纤维组成的，这些纤维之间通过一种叫做“拉伸”的力学原理紧密结合在一起，形成一个稳定的整体，而这种力学原理可以让绳子有更强的承载能力。

最后，桥梁也是一个很好的例子，它们看上去很结实，但实际上它们是由许多小的金属组件组成的，这些组件之间通过一种叫做“弯曲”的力学原理紧密结合在一起，使桥梁有更强的承载能力，从而能够抗压和抗拉。

从上面的例子可以看出，材料力学是一个复杂而又有趣的学科，它涉及到许多不同的力学原理，可以让我们更好地了解材料的结构和性能，从而帮助我们更好地利用这些材料。

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。

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。

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。

机械式千斤顶（如图一（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，承载力大小为F ，规定稳定安全因数为。

迈安那斯桥坍塌事故原因分析1．关键词：桥梁垮塌，组合变形，偏心载荷，设计失误2．事件背景时间：1983年6月27日，地点：美国康涅狄格州迈安那斯（Mianus）河桥垮塌，造成4辆汽车掉落桥下，3人死亡，多人受伤。

图1 垮塌的迈安那斯河桥该桥梁结构属于钢结构的多跨静定梁，建成于1958年，桥龄25年。

大桥双向各三线车道，每日车流量超过10万次。

大桥的悬臂式的结构在建桥当时是很流行的样式：主跨为两端外伸梁，主跨两侧各有一段约30米长的悬吊梁垮。

垮塌的是东悬吊跨的一段梁，其西端接在称为轴台的支架上，用水平销连接到中跨梁外伸段的自由端；东端以销接吊件连接在东边悬臂梁的末端，正是此悬吊组件的破坏导致了大桥的坍塌。

1983年春末，大桥边的居民向当局反映他们听到桥身发出尖锐的声响。

过去至少五六年来，这些居民陆续在河边检到桥上掉下来的混凝土碎块或碎钢屑，每次他们都尽责地向公路局报告。

而近来在轰隆的车流声中，他们又听到了新增的噪音。

一位居民表示：“像是几千只鸟同时唧喳地发出刺耳的鸣叫。

整个周末，都可以清楚地听到这样的声音。

”6月27日星期一凌晨1：30左右，大桥在一声巨响中发生坍塌。

图2 悬吊梁的支撑结构3． 事故过程与关键性细节康州公路局长看了现场的残骸后，表示他发现了桥梁倒塌的可能线索：把掉下去的桥身和悬臂式钢梁拴在一起的栓销少了一个。

这个长约18厘米的栓钉的一部分残余物最后在河里被捞起，其余的部分还在桥上，它看起来像是被剪断的。

事故起因是因为栓销断裂，还是另有原因？为了解开谜团，局长请来了专家，另外还有3家独立的工程公司和国家交通安全局的代表以及法院指派的工程师都参与了事故调查，可是各方都强调不同的理由并得出不同的结论。

事故调查最终认定了事件是按照如下的过程发生的。

这座桥在过去25年里，由于排水口误被铺路面的材料封掉，使得雨水不断从路面流到支撑桥体的悬吊组件里，浸入吊板和栓销中并产生锈蚀和冬季的冻胀；每一次，当汽车驶过桥面时，都会在吊板上产生侧推力，从而把吊板在栓销上的位置向外推，道桥与河流的斜交效应（540角）增大了上述侧推力；在悬吊跨梁的东南角上，侵蚀力、冻胀力和侧推力相叠加而形成了特别大的力，使用于约束栓销的销帽向外弯曲直至被推出去；在倒塌发生的几小时前或几天前，内吊板的下部很可能已经脱离开了栓销，使整个悬吊跨梁的东南角下倾了一点。