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工程力学在生活中的

工程力学分为理论力学和材料力学,我们生活与工程力学息息相关,生活中最简单的东西也涉及到力学理论：

理论力学在生活中的应用理论力学所研究的对象（即所采用的力学模型）为质点或质点系时,称为质点力学或质点系力学；如为刚体时,称为刚体力学.因所研究问题的不同,理论力学又可分为静力学、运动学和动力学三部分.

静力学研究物体在力作用下处于平衡的规律.运动学研究物体运动的几何性质.动力学研究物体在力作用下的运动规律.

理论力学的重要分支有振动理论、运动稳定性理论、陀螺仪理论、变质量体力学、刚体系统动力学以及自动控制理论等.这些内容,有时总称为一般力学.

理论力学与许多技术学科直接有关,如水力学、材料力学、结构力学、机器与机构理论、外弹道学、飞行力学等,是这些学科的基础.

在生活中,理论力学经常应用于三角形支架稳定（野外烧锅架）、千斤顶、加油站的屋顶桁架结构、吊车滑轮组结构.各种机械零件和建筑物结构应用最广泛,如铰链连接,塔吊,二力杆等等.

材料力学在生活中的应用

材料力学在生活中的应用十分广泛.大到机械中的各种机器,建筑中的各个结构,小到生活中的塑料食品包装,很小的日用品.各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作,所以材料力学就显得尤为重要.

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.

利用材料力学中卸载与在加载规律得出冷作硬化现象,工程中常利用其原理以提高材料的承载能力,例如建筑用的钢筋与起重的链条,但冷作硬化使材料变硬、变脆,是加工发生困难,且易产生裂纹,这时应采用退火处理,部分或全部地材料的冷作硬化效应.

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.但是工程设计中要特别注意减少构件的应力集中.

在工程中,静不定结构得到广泛应用,如桁架结构.静不定问题的另一重要特征是,温度的变化以及制造误差也会在静不定结构中产生应力,这些应力称为热应力与预应力.为了避免出现过高的热应力.

蒸汽管道中有时设置伸缩节,钢轨在两段接头之间预留一定量的缝隙等等,以削弱热膨胀所受的限制,降低温度应力.在工程中实际中,常利用预应力进行某些构件的装配,例如将轮圈套装在轮毂上,或提高某些构件承载能力,例如预应力混凝土构件.

螺旋弹簧是工程中常用的机械零件,多用于缓冲装置、控制机构及仪表中,如车辆上的缓冲弹簧,发动机进排气阀与高压容器安全阀中的控制弹簧,弹簧称中的测力弹簧等.

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.

生活中处处都是工程力学的应用,它与我们的生活密切相关.处处留心皆学问,只有熟练掌握材料力学的知识才能明白其中的奥秘.工程力学让我们明白了以前不能明白的问题,它也是学习机械方面的基础,是最关键的一门学科,以后学习工作的一种工具.

（作者通联：郑州七中高三五班）

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