淺析力學(xué)在機械中的應用

　　工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域，是一門(mén)理論性較強、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎學(xué)科，下面是小編搜集整理的一篇探究力學(xué)在機械應用的論文范文，供大家閱讀參考。

　　[摘 要]力學(xué)是力與運動(dòng)的科學(xué)，它既是一門(mén)基礎科學(xué)， 又是一門(mén)應用眾多且廣泛的科學(xué)。本文立足于力學(xué)，簡(jiǎn)要論述了力學(xué)的內涵及其發(fā)展歷程，并對力學(xué)在機械中的應用進(jìn)行了較為深入的探討與分析。

　　[關(guān)鍵詞]力學(xué) 彈性力學(xué) 斷裂力學(xué) 工程力學(xué) 機械

　　力學(xué)是力與運動(dòng)的科學(xué)，它的研究對象主要是物質(zhì)的宏觀(guān)機械運動(dòng)，它既是一門(mén)基礎科學(xué)，又是一門(mén)應用眾多且廣泛的科學(xué)。力學(xué)與天文學(xué)和微積分學(xué)幾乎同時(shí)誕生，在經(jīng)典物理的發(fā)展中起關(guān)鍵作用，推動(dòng)了地球科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步，如大氣物理、海洋科學(xué)等，同時(shí)力學(xué)也在機械中起著(zhù)越來(lái)越重要的作用，且應用廣泛。

　　一、力學(xué)

　　力學(xué)是一門(mén)獨立的基礎學(xué)科，主要研究能量和力以及它們與固體、液體及氣體的平衡、變形或運動(dòng)的關(guān)系，可粗分為靜力學(xué)、運動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)三部分。

　　力學(xué)的發(fā)展歷史悠久，古希臘時(shí)代力學(xué)附屬于自然哲學(xué)，后來(lái)成為物理學(xué)的一個(gè)大分支，1687年，牛頓三大定律的提出標志著(zhù)力學(xué)作為一門(mén)獨立的學(xué)科開(kāi)始形成。此后，隨著(zhù)資本主義生產(chǎn)的發(fā)展，到18世紀末，以動(dòng)力學(xué)和運動(dòng)學(xué)為主要特征的經(jīng)典力學(xué)日益完善。19世紀，大機器生產(chǎn)促進(jìn)了力學(xué)在工程技術(shù)和應用方面的發(fā)展，推動(dòng)了結構力學(xué)、彈性固體力學(xué)和流體力學(xué)等主要分支的建立。19世紀末，力學(xué)已是一門(mén)相當發(fā)展并自成體系的獨立學(xué)科。

　　二、力學(xué)在機械中的應用

　　力學(xué)在機械中的應用廣泛，其典型應用主要有以下幾種：

　　1.彈性力學(xué)在機械設計中的應用

　　彈性力學(xué)也稱(chēng)彈性理論，是固體力學(xué)的重要分支，主要研究彈性體在外力作用或溫度變化等外界因素下所產(chǎn)生的應力、應變和位移，從而解決結構或機械設計中所提出的強度和剛度問(wèn)題。機械運動(dòng)當中，許多機械運轉速度較高、承載很大，機械的彈性變形對系統的影響不容忽視，必須將機械系統按彈性系統進(jìn)行分析和設計。由此可見(jiàn)，彈性力學(xué)在機械設計中應用廣泛。一般情況下，彈性力學(xué)在凸輪機構設計、齒輪機構設計、軸設計中應用較為廣泛。

　　齒輪機構在設計時(shí)運用了彈性力學(xué)的知識，漸開(kāi)線(xiàn)作為齒廓曲線(xiàn)存在諸多優(yōu)點(diǎn)，但用彈性力學(xué)知識加以分析便可得出它存在的一些固有缺陷，即當兩齒輪嚙合傳動(dòng)時(shí)，根據彈性力學(xué)中的赫茲公式分析可得，在其它條件相同的情況下，要想降低兩齒輪在接觸處的最大接觸力，就必須增大兩輪齒廓在接觸點(diǎn)處的綜合曲率半徑，對于漸開(kāi)線(xiàn)齒輪傳動(dòng)來(lái)說(shuō)，由于要增大兩輪齒廓在接觸點(diǎn)處的綜合曲率半徑，就需要增大齒輪機構的尺寸，而兩輪齒廓在接觸點(diǎn)處的綜合曲率半徑增大的范圍是有限的，所以難以進(jìn)一步達到齒輪機構尺寸小、而承載能力大幅度提高的目的。同時(shí)，彈性力學(xué)在軸設計中也有眾多應用。為避免共振現象，對高轉速的軸，如汽輪機主軸、發(fā)動(dòng)機曲軸等設計時(shí)振動(dòng)計算尤其重要，此時(shí)必須運用彈性力學(xué)知識。

　　2.斷裂力學(xué)在機械工程中的應用

　　斷裂力學(xué)，是固體力學(xué)的一門(mén)新分支，主要研究含裂紋構件的強度與壽命，是結構損傷容限設計的理論基礎。斷裂力學(xué)主要可分為線(xiàn)彈性斷裂力學(xué)與彈塑性斷裂力學(xué)兩大類(lèi)，前者適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況;而后者適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。斷裂力學(xué)發(fā)展迅速，在機械工程中應用廣泛，并占據重要地位。斷裂力學(xué)在機械工程中的有效應用，不僅可以提高機械的性能與功效，更能防止工程設備發(fā)生災難性的斷裂事故，以確保機械、設備的安全可靠與良好運行。

　　首先，我國在采用斷裂力學(xué)方法制訂結構缺陷評定標準及安全設計規范方面已取得了較好的成績(jì)，如壓力容器、小型但用量大的液化石油氣鋼瓶及汽輪一發(fā)電機組等。

　　其次，概率斷裂力學(xué)在可靠性設計中應用較多。概率斷裂力學(xué)在可靠性設計中的廣泛應用推動(dòng)了可靠性設計的快速發(fā)展。運用參量的分布及安全余度來(lái)反映常規設計中不能準確反映的客觀(guān)實(shí)際和常規設計安全評定中用安全系數不能準確反映的真實(shí)安全性。由于安全余度考慮了應力和強度的二階矩，較好地反映了結構可靠度的實(shí)質(zhì)，既考慮了變異特性又考慮了平均值，因而與失效分布有較直接的關(guān)系，使安全設計更可靠。國外已較完整地應用于飛機結構，如概率損傷容限分析、飛機結構可靠性和事故分析、飛機結構的耐久性分析等方面。我國在這方面開(kāi)展的典型性研究則是海洋石油平臺導管架焊接管節點(diǎn)的疲勞強度分析。

　　再者，可用斷裂力學(xué)方法進(jìn)行機械產(chǎn)品的失效分析。失效分析是指事故或故障發(fā)生后所進(jìn)行的檢側和分析，目的在于找到失效的部位、失效原因和機理，從而掌握產(chǎn)品應當改進(jìn)的方向及修復的方法，防止同類(lèi)問(wèn)題再次發(fā)生，以推進(jìn)技術(shù)不斷前進(jìn)。因此，失效分析技術(shù)受到了社會(huì )各界的重視。斷裂力學(xué)在機械產(chǎn)品失效分析中具有著(zhù)重要作用。機械產(chǎn)品的主要失效模式有： 斷裂、蠕變、疲勞、腐蝕、磨損及熱損傷等，它們都可以借助斷裂力學(xué)方法及斷裂分析技術(shù)予以解決，斷裂力學(xué)方法是失效分析的有力工具。

　　最后，運用斷裂力學(xué)可以指導改進(jìn)工藝及合理選材，如模具、焊接工藝等方面，可以減少工人的勞動(dòng)量。

　　3.工程力學(xué)在機械修理中的應用

　　工程力學(xué)涉及眾多的力學(xué)學(xué)科分支與廣泛的工程技術(shù)領(lǐng)域，是一門(mén)理論性較強、與工程技術(shù)聯(lián)系極為密切的技術(shù)基礎學(xué)科，工程力學(xué)的定理、定律和結論廣泛應用于各行各業(yè)的工程技術(shù)中，是解決工程實(shí)際問(wèn)題的重要基礎。處理機械工程出現的大量破壞問(wèn)題，絕大多數是根據力學(xué)方面的知識作出判斷和分析的。例如，汽車(chē)修理中汽車(chē)零部件的破壞分析與修理也是如此，其中，判斷汽車(chē)半軸套管斷裂的原因與確定修復方案等，全部流程無(wú)一不體現著(zhù)工程力學(xué)知識在汽修中的應用。

　　三、結語(yǔ)

　　當今社會(huì )，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，作為一門(mén)基礎學(xué)科，力學(xué)也一定會(huì )得到進(jìn)一步的發(fā)展與進(jìn)步，且在機械中獲得更廣更深的應用。

　　參考文獻

　　[1]林同驥，浦群.現代力學(xué)的發(fā)展[J].力學(xué)進(jìn)展，1990，(1).

　　[2]李彥軍.工程力學(xué)在汽修中的應用與對策[J].科技向導，2012，(32).

　　[3]侯巖濱.彈性力學(xué)在機械設計中的應用[J].遼寧師專(zhuān)學(xué)報，2005，(1).

　　[4]吳清可，劉元杰，張毓槐.斷裂力學(xué)在機械工程中的應用[J].機械強度，1988，(6).

【淺析力學(xué)在機械中的應用】相關(guān)文章：

淺析機械制造中自動(dòng)化技術(shù)的應用07-01

力學(xué)在橋梁設計中的應用08-18

淺析多媒體輔助在《工程力學(xué)》課程教學(xué)中的應用論文09-01

運動(dòng)力學(xué)在機械結構設計中的應用09-03

論力學(xué)在橋梁設計中的應用06-15

自動(dòng)化技術(shù)在機械設計制造中應用淺析論文07-31

淺析GPS在公路測量中的應用09-13

工程力學(xué)在汽修中的應用與對策10-10

淺析機械制造與自動(dòng)化應用07-19