材料力學(xué)在生活中的應(yīng)用

1、材料力學(xué)理論在生活中的應(yīng)用 材料力學(xué)理論在生活中的應(yīng)用這篇論文選取了三個生活實例，運(yùn)用材料力學(xué)所學(xué)的知識，通過受力分析，應(yīng)力分析，強(qiáng)度校核回答了三個基本問題：鋁合金封的廊子窗格是否可以無限高；千斤頂?shù)某休d重量是否可以任意大小和橋梁。關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞 材料力學(xué) 拉壓強(qiáng)度 撓度 剪切 壓桿穩(wěn)定 組合變形 受力單元體 鋁合金 千斤頂1．鋁合金封的廊子窗格是否可以無限高圖一 鋁合金門窗、廊子走在大街上，我們可以看到各式各樣的廊子樣式，可以看到大小

2、不一的窗格布置，學(xué)了材料力學(xué)這門課程，我們不禁要提問了，窗格尺寸的極限是多么大才能保證支撐它的鋁合金材料安全，不會變形？現(xiàn)在就將這個模型抽象出來，假設(shè)鋁合金材料是空心鋁管，厚度可以任意選擇，屈服強(qiáng)度取 ，只受玻璃給的壓力（設(shè)玻璃居中，由于給定一段鋁合金， σ主要承載件是玻璃，而且玻璃的相對總質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于承載的鋁合金的質(zhì)量） ，外力是均勻分布力，設(shè)普通玻璃的密度是 （忽略玻璃的寬度） ，玻璃高度 ρkg mm為 H，取長度 a mm 的鋁

3、合金材料，寬度為 b mm，高為 h mm，如圖二所示：切力存在，考慮剪切面是矩形面，最大的剪切應(yīng)力τ= ，力學(xué)簡圖如圖四32 ×FQA所示。鋁合金玻璃圖四 鋁合金側(cè)面示意圖每個截面上，剪力 FQ= ，切面面積 , (t 為鋁合金厚度)，最大剪12ρδaH A = at力為τ= ，可見，最大剪力是一個跟鋁合金長度 a，寬度 b，高 h 無關(guān)的3ρδH4t量。如果使之滿足τ≤[τ]，可以得到 ，或者 ，從這個結(jié)果我 H ?4t[

4、τ]3ρδ t ?3ρδH4[τ]們可以看到，可以通過增加鋁合金的厚度提高承載玻璃重量，也可以通過降低玻璃的高度，從而使結(jié)果安全。以上的討論是將鋁合金結(jié)構(gòu)與玻璃理想化了的，在實際應(yīng)用中，玻璃不是直接與鋁合金接觸，中間會有玻璃緊固條，相當(dāng)于加寬了玻璃的寬度，還要考慮安裝工藝，如果玻璃緊固條與鋁合金是通過螺釘固定的，那么會導(dǎo)致應(yīng)力集中，玻璃是脆性材料，應(yīng)力集中是非常危險的。所以盡量避免使用螺釘固定，如果非用不可，可以在螺釘與玻璃之間加上松軟

5、的墊。采用規(guī)格厚的鋁合金，盡量減小窗格的高度可以有效地提高整個結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定。雖然鋁鎂合金在最近幾年得到了廣泛的應(yīng)用，但是鋁鎂合金的使用量仍然不能跟鋼鐵相提并論。自從幾千年前我們進(jìn)入鐵器時代，鐵這種金屬材料一直都扮演著人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚牟牧现?，直到今天，甚至更久的將來。鐵的絕對優(yōu)勢首先源于鐵礦石的價格相對其他金屬要便宜，其次就是鋼鐵的熱處理簡單，技術(shù)成熟，可以制造出強(qiáng)度，剛度，韌性要求不同的材料，以滿足人類某一方面的需求。在我們