淺議工程力學(xué)在實(shí)際工程中的實(shí)際應(yīng)用

1、淺議工程力學(xué)在實(shí)際工程中的實(shí)際應(yīng)用解開宏（ 云南經(jīng)貿(mào)外事職業(yè)學(xué)院 ）摘 要：學(xué)習(xí)工程力學(xué)是為了解決工程和生產(chǎn)實(shí)際中的一些實(shí)際問題。本文通過一些簡單的實(shí)例介紹了實(shí)際中工程力學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，說明了學(xué)習(xí)工程力學(xué)的重要性，因此要求每個(gè)理工科的學(xué)生都要好好學(xué)習(xí)好這門課程為將來的工作和科研打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：工程力學(xué)；工程；生產(chǎn)；應(yīng)用 1 引 言工程力學(xué)課程包括理論力學(xué)和材料力學(xué)兩部分。理論力學(xué)研究質(zhì)點(diǎn)系和剛體系統(tǒng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)（包括平衡）的基本規(guī)律，主要講述物體的受力分析、力系簡化和物體及物體系統(tǒng)的平衡，點(diǎn)和剛體的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)力學(xué)分析的研究方法。材料力學(xué)的主要任務(wù)是在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的

2、要求下，為構(gòu)件工程設(shè)計(jì)提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。使學(xué)生掌握質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系和剛體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及其研究方法，對(duì)桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題有明確的基本概念，必要的基礎(chǔ)知識(shí)和熟練的計(jì)算能力。為學(xué)生后繼學(xué)習(xí)機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程及有關(guān)的科學(xué)技術(shù)打好必要的力學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)會(huì)應(yīng)用工程力學(xué)的基本理論和方法分析與解決一些簡單的工程實(shí)際問題。 2 工程力學(xué)要解決的問題21 強(qiáng)度校核強(qiáng)度是反映零件或構(gòu)件抵抗破壞的能力的指標(biāo),強(qiáng)度不夠?qū)?huì)導(dǎo)致零件或因此在工程設(shè)計(jì)中必須對(duì)所設(shè)計(jì)的構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,其強(qiáng)度條件為：max < max 零件或構(gòu)件所承受的最大應(yīng)力 零件或構(gòu)件的材料所能承受的最大應(yīng)力即材料的許用應(yīng)

3、力即當(dāng)零件或構(gòu)件所承受的最大應(yīng)力小于其材料的許用應(yīng)力時(shí)，零件或構(gòu)件才能被安全使用。22 截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)是指零件或構(gòu)件的在使用過程中能滿足許用應(yīng)力要求的最小截面積，其計(jì)算公式為：amin fn/amin 零件或構(gòu)件的在使用過程中能滿足許用應(yīng)力要求的最小截面積fn 零件或構(gòu)件的在使用過程中所承受的載荷 零件或構(gòu)件的材料所能承受的最大應(yīng)力即材料的許用應(yīng)力23 確定承載能力確定承載能力是指計(jì)算零件或構(gòu)件滿足使用要求時(shí)所能承受的最大的力，其計(jì)算公式為：fn，max afn，max 零件或構(gòu)件滿足使用要求時(shí)所能承受的最大的力a 零件或構(gòu)件的截面積 零件或構(gòu)件的材料所能承受的最大應(yīng)力即材料的許用應(yīng)力3 工

4、程力學(xué)問題解決實(shí)例31 強(qiáng)度校核帶輪用平鍵與軸聯(lián)接（圖中只畫出了軸與鍵，未畫帶輪）。已知圖示軸徑d=80mm，平鍵的尺寸為bxhxl= 24x14x120mm，傳遞的力偶矩為m=3kn.m，鍵的許用剪應(yīng)力=80mpa，許用擠壓應(yīng)力j=180mpa，試校核鍵的強(qiáng)度。解：剪切強(qiáng)度校核： 平鍵的剪切強(qiáng)度足夠。擠壓強(qiáng)度校核：故平鍵的擠壓強(qiáng)度也足夠。32 截面設(shè)計(jì)下圖所示傳動(dòng)軸，主動(dòng)輪b輸入功率p1=368kw，從動(dòng)輪a，c輸出的功率分別為p2=147kw, p3=221kw，軸的轉(zhuǎn)速n=500r/min，材料的g=80gpa，許用切應(yīng)力=70mpa，試設(shè)計(jì)軸的直徑。abcp1p2p3解： 軸的最大扭矩

5、為7028nm因此可取軸的直徑為68mm33 載荷設(shè)計(jì)“t”字形截面鑄鐵粱尺寸及載荷如圖所示，若梁材料的拉伸許用應(yīng)力為=40mpa，壓縮許用應(yīng)力為= 160mpa，z軸通過截面的形心，已知截面對(duì)形心軸z的慣性矩，h=9.64cm，試計(jì)算該梁的許可載荷f。解：作梁的彎矩圖如下，脆性材料且截面關(guān)于中性軸不對(duì)稱，故危險(xiǎn)截面為最大正負(fù)彎矩兩處最大正彎矩處，上壓下拉最大負(fù)正彎矩處，上拉下壓所以：即該梁的許可載荷f最大不得超過44.2kn4 結(jié)束語工程力學(xué)是由基礎(chǔ)理論課過渡到設(shè)計(jì)課程的一門技術(shù)基礎(chǔ)課。它的任務(wù)是研究簡單機(jī)構(gòu)的受力分析以及工程構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算，為工程設(shè)計(jì)提供力學(xué)理論基礎(chǔ)。在工程實(shí)際中可以幫我們解決強(qiáng)度校核、截面設(shè)計(jì)、載荷計(jì)算三大類工程問題，因此每位學(xué)習(xí)者都應(yīng)該學(xué)好這門課程。參考文獻(xiàn)：1 程婧璠. 工程力學(xué)j.吉林：吉林大學(xué)出版社,2011.2 尹楠. 工程力學(xué)m. 西安：國防科技大學(xué)出版社,2009.3 劉鴻文. 材料力學(xué)