文苑漫步：材料力學(xué)研究?jì)热?/h1>

2015-03-06 16:07  來(lái)自網(wǎng)絡(luò )  【大 中 小】【打印】【我要糾錯】

　　研究?jì)热?/p>

　　在人們運用材料進(jìn)行建筑、工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程中，需要對材料的實(shí)際承受能力和內部變化進(jìn)行研究，這就催生了材料力學(xué)。運用材料力學(xué)知識可以分析材料的強度、剛度和穩定性。材料力學(xué)還用于機械設計使材料在相同的強度下可以減少材料用量，優(yōu)化結構設計，以達到降低成本、減輕重量等目的。

　　在材料力學(xué)中，將研究對象被看作均勻、連續且具有各向同性的線(xiàn)性彈性物體。但在實(shí)際研究中不可能會(huì )有符合這些條件的材料，所以須要各種理論與實(shí)際方法對材料進(jìn)行實(shí)驗比較。

　　包括兩大部分：一部分是材料的力學(xué)性能（或稱(chēng)機械性能）的研究，而且也是固體力學(xué)其他分支的計算中必不可缺少的依據；另一部分是對桿件進(jìn)行力學(xué)分析。桿件按受力和變形可分為拉桿、壓桿（見(jiàn)柱和拱）、受彎曲（有時(shí)還應考慮剪切）的梁和受扭轉的軸等幾大類(lèi)。桿中的內力有軸力、剪力、彎矩和扭矩。桿的變形可分為伸長(cháng)、縮短、撓曲和扭轉。在處理具體的桿件問(wèn)題時(shí)，根據材料性質(zhì)和變形情況的不同，可將問(wèn)題分為三類(lèi)：

　�、倬�(xiàn)彈性問(wèn)題。在桿變形很小，而且材料服從胡克定律的前提下，對桿列出的所有方程都是線(xiàn)性方程，相應的問(wèn)題就稱(chēng)為線(xiàn)性問(wèn)題。對這類(lèi)問(wèn)題可使用疊加原理，即為求桿件在多種外力共同作用下的變形（或內力），可先分別求出各外力單獨作用下桿件的變形（或內力），然后將這些變形（或內力）疊加，從而得到最終結果。

　�、趲缀畏蔷�(xiàn)性問(wèn)題。若桿件變形較大，就不能在原有幾何形狀的基礎上分析力的平衡，而應在變形后的幾何形狀的基礎上進(jìn)行分析。這樣，力和變形之間就會(huì )出現非線(xiàn)性關(guān)系，這類(lèi)問(wèn)題稱(chēng)為幾何非線(xiàn)性問(wèn)題。

　�、畚锢矸蔷�(xiàn)性問(wèn)題。在這類(lèi)問(wèn)題中，材料內的變形和內力之間（如應變和應力之間）不滿(mǎn)足線(xiàn)性關(guān)系，即材料不服從胡克定律。在幾何非線(xiàn)性問(wèn)題和物理非線(xiàn)性問(wèn)題中，疊加原理失效。解決這類(lèi)問(wèn)題可利用卡氏第一定理、克羅蒂－恩蓋塞定理或采用單位載荷法等。

　　在許多工程結構中，桿件往往在復雜載荷的作用或復雜環(huán)境的影響下發(fā)生破壞。例如，桿件在交變載荷作用下發(fā)生疲勞破壞，在高溫恒載條件下因蠕變而破壞，或受高速動(dòng)載荷的沖擊而破壞等。這些破壞是使機械和工程結構喪失工作能力的主要原因。所以，材料力學(xué)還研究材料的疲勞性能、蠕變性能和沖擊性能。

責任編輯：Seazy

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