力学因素在构建组织工程化软骨中的应用

工程力学在材料中的应用

工程力学在材料中的应用 首先要了解什么叫工程力学，工程力学是干什么的？ 工程力学一般包括理论力学的静力学和材料力学的有关内容，是研究物体机械运动的一般规律和有关构建的强度、刚度、稳定性理论的科学，是一门理论性和实践性都较强的专业基础课。 这里我们只对工程力学在材料中应用进行讨论，即材料力学。 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。 在20世纪50年代出现了一些极端条件下的工程技术问题所涉及的温度高达几千度到几百万度压力达几万到几百万大气压应变率达百万分之一亿分之一秒等。在这样的条件下介质和材料的性质很难用实验方法来直接测定。为了减少耗时费钱的实验工作需要用微观分析的方法阐明介质和材料的性质在一些力学问题中出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题出现一些远离平衡态的力学问题必须从微观分析出发以求了解耗散过程的高阶项由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现要求寻找一种从微观理论出发合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。在这样的背景条件下促使了工程力学的建立。工程力学之所以出现一方面是迫切要求能有一种有效的手段预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律另一方面是近代科学的发展特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展物质的微观结构及其运动规律已经比较清楚为从微观状态推算出宏观特性提供了可能 材料力学研究的主要问题是杆件的强度、刚度和稳定性问题，因此，制成杆件的物体就应该是变形固体，而不能像理论力学中那样认为是刚体。变形固体的变形就成为它的主要基本性质之一，必须予以重视。例如，在土建、水利工程中，组成水闸闸门或桥梁的个别杆件的变形会影响到整个闸门或桥梁的稳固，基础的刚度会影响到大型坝体内的应力分布；在机电设备中，机床主轴的变形过大就不能保证机床对工作的加工精度，电机轴的变形过大就会使电机的转子与定子相撞，使电机不能正常运转，甚至损坏等等。因此，在材料力学中我们必须把组成杆件的各种固体看做是变形固体．．．．。固体之所以发生变形，是由于在外力作用下，组成固体的各微粒的相对位置会发生改变的缘故。在材料力学中，我们要着重研究这种外力和变形之间的关系。大多数变形固体具有在外力作用下发生变形，但在外力除去后又能立刻恢复其原有形状和尺寸大小的特性，我们把变形固体的这种基本性质称为弹性．．，把具有这种弹性性质的变形固体称为完全弹性体．．．．．。若变形固体的变形在外力除去后只能恢复其中一部分，这样的固体称为部．分弹性体．．．．。部分弹性体的变形可分为两部分；一部分是随着外力除去

材料力学在工程实际中的应用

材料力学在工程实际中的应用材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、 稳定和导致各种材料破坏的极限。而研究材料力学在工程实际中的应用，将会直接给我们在进一步的学习中提供一个现实的模型。 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 本变形钻穿立柱同时发生拉伸与弯曲两张变形。 说到材料力学，我们首先应该了解它的属性。材料力学在工程中常 用的属性主要有： :密度与结构自重和地震荷载有关。 2.弹性模量E:指的是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量。 3.强度f :材料的承受能力。 4.泊松比v:指的是材料在受轴向力时，材料的横向变形或材料的轴

向变形。

5. 剪切模量G :指的是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位剪 切力时的侧向变形量。 材料力学研究的主要问题是杆件的强度、 冈肢和稳定性问题， 制成杆件的物体就应该是变性固体，而不能像理论力学中那样认为是 钢体。变形 固体中的变形就成为它的主要基本性质之一，必须予以重 视。 例如，在土建、水利工程中，组成水闸闸门或桥梁的个别杆件的变 形会影响到整个闸门或桥梁的稳固，基础的刚度会影响到大型坝体内 的应力分布；在机电设备中，机床主轴的变形过大就不能保证机床对 工作的加工精度，电机轴的变形过大就会使电机的转子与定子相撞， 使电机不能正常运转，甚至损坏等等。因此，在材料力学中我们必须 把组成杆件的各种固体看做是变性固体，固体之所以发生变形，是由 于在外力作用下，组成固体的各微粒的相对位置会发生改变的缘故。 在材料力学中，我们要着重研究这种外力和变形之间的关系。大多数 变形固体具有在外力作用下发生变形，但在外力除去后又能立刻恢复 其原有形状和尺寸大小的特性，我们把变形固体的这种基本性质成为 弹性，把具有这种弹性性质的变形固体成为完全弹性体。若变性固体 体，部分弹性体的形变可分为两部分；一部分是随着外力除去而消失 的变形，成为弹性变形；而另一部分是在外力除去后仍不能消失的变 形成为塑性变形。严格的说，自然界中并没有完全弹性体，一般的变 性固体在外力作用下，总会是既有弹性变形也有塑性变形。不过，实 验指出，像金属、木材等常用建筑材料，当所受的外力不超过某一限 度时，可看成是完全弹性体。为了能采用理论的方法对变形固体进行 分析和研究，从而得到比较通用的结论。 总而言之，杆件要能正常工作，必须同时满足以下三方面的要求: (1) 不会发生破坏，即杆件必须具有足够的强度。 (2) 不产生过大变形，发生的变形能限制在正常工作许可的范围以 内。即杆件必须具有足够的强度 (3) 不失稳，杆件在其原有形状下的平衡应保持为稳定的平衡，即 杆件必须具有足够的稳定性。 这三方面的要求统称为构件的承载能力。一般来说，在设计每一杆 件时，应同 因此， 的变形在外力除去后只能恢复其中 部分，这样的固体成为部分弹性

工程力学在工程建设中的应用

主要课程：理论力学、材料力学、弹性力学、流体力学、振动力学、计算力学、实验力学、结构力学、电工与电子技术、计算机基础知识及程序设计。《工程力学》是水利、土木类等专业一门重要的技术基础课程和工程技术人员必备的知识，在人才培养过程中具有重要的地位和作用。该课程的概念和理论不仅是专业课（水工建筑物、水电站、施工技术等）的基础，同时也是其他技术基础课（如工程材料与检测、建筑结构、土力学、地基基础、钢筋混凝土结构、钢结构等）的基础。主要研究水利与土木工程建筑中的工程结构设计、施工和使用中的各种力学问题。通过本课程的学习，使学生掌握必要的力学基础理论知识，具有解决与力学有关的工程技术问题的分析能力、计算能力和实验技能。为后续学习专业课打下良好的力学基础。 《科技导报》关注隧道工程建设

。 先进技术促进隧道工程高效发展 7月10日，连接2010年上海世界博览会浦江两岸园区的专用越江通道——西藏南路越江隧道东线工程竣工。该隧道位于南浦大桥和卢浦大桥之间，全长约2.67 km，江中段隧道长1 170 m，隧道直径11.58 m，设双向4车道，设计时速40 km。该项工程于2005年11月25日开工，分东、西两线施工，西线隧道将于2009年底完成建设，建成后能满足世博会园区每小时6~7万人次的越江需求。 隧道工程始于英国1826年修建的长770 m的泰勒山隧道，它在交通设施、水利工程、探矿采矿、环境工程、能源储备及国防等领域有着非常广泛的应用。鉴于土地资源稀缺、人口压力增大、便捷安全要求提高，从环境条件、空间利用、国民经济可持续发展等角度看，隧道工程有着更加广阔的前景，21世纪将迎来全球地下空间开发的新世纪。 地下施工由开挖支护、出碴运输、通风除尘、防水排水、供电供水等多种作业构成，具有投资巨大、空间有限、环境恶劣，复杂性、隐蔽性、风险性高，作业的综合性、动态性、循环性强，对施工技术、工程机械、建筑材料、运营设备要求高等特征，完成特长隧道和特殊隧道的修建任务更须具备快速准确的施工能力、高水平的机械配套、科学的管理方法等基本条件。 19世纪60年代前，修建隧道都用人工凿孔、黑火药爆破方法，之后风动凿岩机代替人工凿孔、硝化甘油炸药代替黑火药。

材料力学在工程实际中的应用

材料力学在工程实际中的应用

材料力学在工程实际中的应用 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、稳定和导致各种材料破坏的极限。而研究材料力学在工程实际中的应用，将会直接给我们在进一步的学习中提供一个现实的模型。 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穿立柱同时发生拉伸与弯曲两张变形。 说到材料力学，我们首先应该了解它的属性。材料力学在工程中常用的属性主要有： 1.密度ρ：密度与结构自重和地震荷载有关。 2.弹性模量E：指的是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量。 3.强度f：材料的承受能力。 4.泊松比v：指的是材料在受轴向力时，材料的横向变形或材料的轴向变形。

性固体在外力作用下，总会是既有弹性变形也有塑性变形。不过，实验指出，像金属、木材等常用建筑材料，当所受的外力不超过某一限度时，可看成是完全弹性体。为了能采用理论的方法对变形固体进行分析和研究，从而得到比较通用的结论。 总而言之，杆件要能正常工作，必须同时满足以下三方面的要求：（1）不会发生破坏，即杆件必须具有足够的强度。 （2）不产生过大变形，发生的变形能限制在正常工作许可的范围以内。即杆件必须具有足够的强度 （3）不失稳，杆件在其原有形状下的平衡应保持为稳定的平衡，即杆件必须具有足够的稳定性。 这三方面的要求统称为构件的承载能力。一般来说，在设计每一杆件时，应同时考虑到以上三方面的要求，但对某些具体的杆件来说，有事往往只需考虑其中的某一主要方面的要求（例如稳定性为主），当这些主要方面的要求满足了，其它两个次要方面的要求也就自动地得到满足。当设计的杆件能满足上述三方面的要求时，就可认为设计是安全的，杆件能够正常工作。 其次，材料力学在工程实际中的应用时非常多的，例如在铁路和桥梁等等上。 1976年7月28日发生在中国唐山，震级为M7.8级的地震，造成了大面积公路、铁路、桥梁普遍倒塌或者严重损坏，据有关部门专家对这次地震的分析，桥梁破坏主要集中在新进建造的桥梁，主要原因有

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力学在土木工程中的应用 1：力学基本内容： 力学是用数学方法研究机械运动的学科。“力学”一词译自英语mechanics源于希腊语一机械，因为机械运动是由力引起的．mechanics在19世纪5O年代作为研究力的作用的学科名词传人中国后沿用至今。 力学是一门基础科学，它所阐明的规律带有普遍的性质．为许多工程技术提供理论基础。力学又是一门技术科学，为许多工程技术提供设计原理，计算方法，试验手段．力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展．力学按研究对象可划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支．固体力学和流体力学通常采用连续介质模型来研究；余下的部分则组成一般力学．属于固体力学的有弹性力学、塑性力学，近期出现的散体力学、断裂力学等；流体力学由早期的水力学和水动力学两个分支汇合而成，并衍生出空气动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等；力学间的交叉又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等分支． 力学在工程技术方面的应用结果则形成了工程力学或应用力学的各种分支，诸如材料力学、结构力学、土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、天体力学、物理力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球流体力学、理性力学、计算力学等等． 2：土木是力学应用最早的工程领域之一． 2.1土木工程专业本科教学中涉及到的力学内容

包括理论力学、材料力学、结构力学、弹性力学、土力学、岩石力学等几大固体力学学科． 理论力学与大学物理中有关内容相衔接，主要探讨作用力对物体的外效应(物体运动的改变) ，研究的是刚体，是各门力学的基础．其他力学研究的均为变形体(本科要求线性弹性体)，研究力系的简化和平衡，点和刚体运动学和复合运动以及质点动力学的一般理论和方法． 材料力学：主要探讨作用力对物体的内效应(物体形状的改变)，研究杆件的拉压弯剪扭变形特点，对其进行强度、刚度及稳定性分析计算．结构力学：在理论力学和材料力学基础上进一步研究分析计算杆件结构体系的基本原理和方法，了解各类结构受力性能． 弹性力学：研究用各种精确及近似解法计算弹性体(主要要求实体结构) 在外力作用下的应力、应变和位移． 土力学：研究地基应力、变形、挡土墙和土坡等稳定计算原理和计算方法．岩石力学：研究岩石地基、边坡和地下工程等的稳定性分析方法及其基本设计方法． 2.2土木工程专业之力学可分为两大类，即“结构力学类”和“弹性力学类”． “弹性力学类”的思维方式类似于高等数学体系的建构，由微单元体(高等数学为微分体)人手分析，基本不引入(也难以引入)计算假设，计算思想和理论具有普适特征．在此基础上引入某些针对岩土材料的计算假设则构建了土力学和岩石力学．“结构力学类”(包括理论、材料学和结构力学)则具有更强烈的工程特征，其简化的模型是质点或杆件，在力学体系建立之前就给出了诸

力学在土木工程中的应用

力学在土木工程中的应用 土力学研究的是力学和水力学的法则在牵涉土的工程问题中的应用。土是一种天然矿物颗粒的聚集物，有的含有有的不含有机成分，它由岩石的风化或是机械作用形成。它包括三种成分：固体矿物质，水以及空气和其他气体。土质组成变化很大，正是这种不均质性大大地阻碍了科学家对这些沉积物的研究。渐渐地，对挡土墙，基础，护堤，人行道和其他结构的事故的调查发现其原因涉及到许多天然土的知识并且它们的工况充分提高了土力学作为工程科学的一个分支。 历史 直到18世纪后半期，法国物理学家查尔斯-奥斯丁库仑出版他的土压力理论（1773年）之前，以科学的基础处理土的问题几乎没有任何进展。1857年，苏格兰工程师威廉姆朗金发展了一种土体平衡理论并将其用于一些初步的基础工程问题。这两大理论仍然构成了当今计算土压力理论的基础，尽管他们建立在所有土都象干沙一样不考虑内聚力这一错误概念的基础上。二十世纪的进步在于：把内聚力引入计算；了解了通常情况下土的基本物理特性和特殊情况下粘土的特性；系统地研究了土的剪切特性，即——滑动剪切条件下的变形。 库仑和朗金土压力理论都假设土的剪切破坏面在一个平面内。然而对于砂土来说这是近似可信的，有内聚力土的滑动剪切面接近一个曲面。在二十世纪早期，瑞典工程师证明滑动剪切面是一个圆弧面。上个世纪后半段，在土的科研，理论的应用以及用于工程设计的经验数据方面都有了明显进步。

一个显著的进步是德国工程师卡尔泰沙基在1925年出版了一本关于粘土在许用应力下固结情况的力学调查。他的被工程经验证实的分析解释了在充分渗透的粘土上沉降随时间增长的问题。泰沙基在1925年出版了Erdbaumechanik(“土力学”)一书后开辟了土力学时代。 关于地基材料，人行道下的天然基础的研究始于1920年美国公共道路局。他们做了一些关于人行道设计的和天然土有关的简单实验。在英格兰，道路研究司创建于1933年。1936年第一个岩土方面的世界会议在哈佛举行。 今天，市政工程极大地依赖于实验的大量数据来巩固经验以及与之相关的新的问题来建立解决方案。获得这样的土质实验的典型例子，无论如何是很极其困难的；因此有一种在实验室做比例模型来代替这种现场实验的趋向，并且许多重要的性质都是由这种方法得到的。 土的工程性质 决定土的工程适用性的性质包括：内摩擦力，内聚力，压缩性，弹性，渗透性以及毛细性。 内摩擦力是土体抵抗滑动的力。砂土和砾石土比粘土有更大的内摩擦力；后期水气的增加会降低内摩擦力。土在重结构压迫下滑动的趋势可以转化成剪力；即使一部分土体在一个平面内水平的竖直的或其他方向的移动。这样一种剪切移动会给建筑带来危险。 内聚力可以减少这种剪切危险，这是由土颗粒间分子力产生的土颗粒之间相互吸引作用以及土粒间存在水气造成的。内聚力明显受土粒间大量湿气影响。内聚力

【精品版】弹性力学在工程中的应用

弹性力学在土木工程中的应用 摘要：弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产的应力、弹性力学，应变和位移，从而解决结构或设计中所提生出的强度和刚度问题。在土木工程方面，建筑物能够通过有效的弹性可以抵消部分晃动，从而减少在地震中房屋倒塌的现象；对于水坝结构来说，弹性变化同样具有曲线性，适合不断变化的水坝内部的压力，还有大型跨顶建筑、斜拉桥等等。弹性力学在土木工程中还有一些重要应用实例，如：地基应力与沉降计算原理、混凝土板的计算方法、混凝土材料受拉劈裂试验的力学原理、混凝土结构温度裂缝分析、工程应变分析、结构中的剪力滞后问题等。 关键词：弹性力学、力学、弹性变形、有限元法、强度、土木工程

正文： 弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。 弹性力学弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。弹性力学所依据的基本规律有三个：变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律，它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等，都可以从三大基本规律推导出来。连续变形规律是指弹性力学在考虑物体的变形时，只考虑经过连续变形后仍为连续的物体，如果物体中本来就有裂纹，则只考虑裂纹不扩展的情况。 对于物体弹性变形，变形的机理，应从材料内部原子间里的作用来分析。实际上，固体材料之所以能保持其内部结构的稳定性是由于组成该固体材料（如金属）的原子间存在着相互平衡的力，吸力使原子间密切联系在一起，而短程排斥力则使各原子间保持一定的距离在正常情况下，这两种力保持平衡，原子间的相对位置处于规则排列的稳定状态。受外力作用时，这种平衡被打破，为了恢复平衡，原子便需产生移动和调整，使得吸力、斥力和外力之间取得平衡。因此，如果知道了原子之间的力相互之间的定律，原则上就能算出晶体在一定弹性力作用下的反应。实际上，固体结构的内部是多样的、复杂的。例如：夹杂、微孔、晶

工程力学在生活中的应用

工程力学在生活生产中的应用 摘要：本文从结构力学的发展史和学科体系，来阐述工程力学在生活生产中的应用。 关键词:工程结构受力强度 结构力学主要研究工程结构受力和传力的规律，以及如何进行结构优化的学科。工程结构是能够承受和传递外载荷的系统，包括杆、板、壳以及它们的组合体，如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。结构力学的任务是研究工程结构在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律；分析不同形式和不同材料的工程结构，为工程设计提供分析方法和计算公式；确定工程结构承受和传递外力的能力；研究和发展新型工程结构。 观察自然界中的天然结构，如植物的根、茎和叶，动物的骨骼，蛋类的外壳，可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关，而且和它们的造型有密切的关系，很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度，还要做到用料省、重量轻．对某些工程来说减轻重量尤为重要，比如飞机重量的减轻就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。 结构力学的发展简史：随着社会的进步，人们对结构设计的规律以及结构的强度和刚度逐渐有了认识，并且积累了宝贵的经验，这表现在古代建筑的辉煌成就中，如埃及的金字塔，中国的万里长城、赵州安济桥、北京故宫等等。尽管在这些结构中隐含

有力学的知识，但并没有形成一门学科。就基本原理和方法而言，结构力学是与理论力学、材料力学同时发展起来的。所以结构力学在发展的初期是与理论力学和材料力学融合在一起的。到19世纪初，由于工业的发展，人们开始设计各种大规模的工程结构，对于这些结构的设计，要作较精确的分析和计算。因此，工程结构的分析理论和分析方法开始独立出来，到19世纪中叶，结构力学开始成为一门独立的学科。19世纪中出现了许多结构力学的计算理论和方法。法国的纳维于1826年提出了求解静不定结构问题的一般方法。从19世纪30年代起，由于要在桥梁上通过火车，不仅需要考虑桥梁承受静载荷的问题，还必须考虑承受动载荷的问题，又由于桥梁跨度的增长，出现了金属桁架结构。从1847年开始的数十年间，学者们应用图解法、解析法等来研究静定桁架结构的受力分析，这奠定了桁架理论的基础。1864年，英国的麦克斯韦创立单位载荷法和位移互等定理，并用单位载荷法求出桁架的位移，由此学者们终于得到了解静不定问题的方法。基本理论建立后，在解决原有结构问题的同时，还不断发展新型结构及其相应的理论。 19世纪末到20世纪初，学者们对船舶结构进行了大量的力学研究，并研究了可动载荷下的粱的动力学理论以及自由振动和受迫振动方面的问题。20世纪初，航空工程的发展促进了对薄壁结构和加劲板壳的应力和变形分析，以及对稳定性问题的研究。同时桥梁和建筑开始大量使用钢筋混凝土材料，这就要求科

(整理)岩体力学在边坡工程中的应用.

第八章 岩体力学在边坡工程中的应用 （一）岩质边坡的应力分布特征 由有限元法分析的结果知，形成边坡后，岩体中的应力有如下变化特性： 1.由于应力重新分布，边坡周围的主应力迹线发生明显偏转，其总的特征为愈靠近临空面，最大主应力（1σ）愈接近平行临空面。 2.坡脚附近最大主应力（相当于临空面的切向应力）显著增高，且愈近表面愈高；最小主应力则显著降低，于表面处降为零，甚至转为拉应力。 3.坡缘（坡面与坡顶的交线）附近，在一定的条件下，坡面的径向应力和坡顶的切向应力可转化为拉应力，形成张力带。 4.坡体内最大剪应力迹线由原来的直线变为近似圆弧形，弧的凹面朝向临空方向。 5.坡面处于单向应力状态（不考虑坡面走向方向的2σ）向内渐变为两向（若考虑2σ则是三向）应力状态。 另外，应注意到，以上特征只能使用于均质各向同性的岩体中，如果边坡内存在大的断层或层状岩体，则应力分布必有较大的差异。 影响应力分布的主要因素有：原岩应力状态、岩坡形态、岩体的变形特征和结构特征等。其中，以原岩应力状态的影响最为显著。 （二）岩质边坡的变形和破坏特征 岩质边坡中未出现贯通性破裂面之前，坡体的变化特征属变形特征；出现贯通性破裂面后的坡体特征属破坏特征。其发展过程是：坡面及附近岩体松动（又称松弛张裂）－岩体蠕动－加速蠕动－破坏。其中，前三步的特征均属变形特征，最后一步的特征才是破坏特征。 1.变形特征 在边坡形成的初始阶段，由于卸荷作用，岩体内的应力重新分布，使边坡表面及其附近岩体发生松动，形成表面张开裂隙，包括：回弹裂隙，坡面、坡顶张裂带裂隙，坡脚应力集中带的张开裂隙。 岩坡发生松动后，降低了岩体的强度，在外力（主要是自重）作用下，岩体向自由面方向缓慢变形，称之为岩坡的蠕动。如果坡体中的应力小于岩体的长期强度，坡体的蠕动逐渐减速，最后趋于稳定；反之，坡体蠕动加速，最终导致破坏。 2.破坏特征 由于边坡的破坏有各种各样的原因，而产生破坏后的形态和作用也极不一致，因而岩坡破坏形式的分类也是各种各样的。从破坏的力学特征看，将常见的边坡破坏形式分为岩石崩塌、平移滑动、旋转滑动、岩块流动和岩层曲折五类（见图8-1 a,b,c,d,e ）。

工程力学的应用和发展

题目：工程力学的应用和发展 学生姓名：*** 学号：********** 专业：工程力学专业 学院（系）：力学与工程科学学院 2012 年11 月17 日

摘要 随着当代社会的进步和发展，随着改革开放的深入，我们国家的经济得到快速的发展，各行各业都步入快速的发展过程中，作为当代大学生我们有责任也有义务为国家的发展和繁荣做出自己的贡献。然而，当今社会就业竞争压力大已然成为不争的事实，怎样才能让自己学有所有，让自己所学的知识应用到生产生活里面，让自己能够找到一份合适的工作，使自己的专业知识得到最大程度的应用，使自己的人生观的以实现。我认为，作为一名在校大学生，应该了解自己所在专业的应用与发展，为将来的职业规划起到一定的铺垫作用。从自身来讲，作为工程力学系的一名学生，对于本专业的研究是必要的。 1.绪论 1.1工程力学专业的基本特征 工程力学专业作为一门基础学科，主要研究力学方面的知识，而正是因为基础学科的特性，所以在很多方面他并不是那么引人注目。但力学既是基础学科，又是应用学科：作为基础学科它与数理化天地生同样重要，是机械、土木、交通、能源、材料、仪器仪表等相关工科的基础；作为应用学科，它几乎与所有工科专业交叉，直接解决工科专业发展和工程实际中的力学难题。现在的工程力学专业，与时俱进，多增加了使用大型工程力学分析软件解决实际问题以及利用计算机辅助测试系统进行工程测试和分析的学习。可以说，它亦理亦工，同时精通计算机。学理工的人都知道，力学是现代工程技术的基础，力学不好学，学得好的人必定能够在工程领域中游刃有余，无论在哪一行，机械、土建、材料、能源、交通、航空航天、船舶、水利、化工，都可以一点即通，是最为典型的“厚基础、宽口径”专业。就时代而言，工程力学也是碰到了好年头，百业俱兴，各类基础建设开展得轰轰烈烈，工程力学无论参与到建筑设计还是土木施工中都大有可为，能源采掘、船舶制造和航天器制造，也都要充分用到力学知识，力学是工科中的“万金油”专业。从这里我们就可以清楚地看到工程力学专业大致的研究方向。从而对于他的发展及应用有大致认识[1]。 2.工程力学专业的应用和发展 2.1工程力学专业的大致就业前景 工程力学专业大致的就业方向有下面五点 1 学校和科研单位 选择研究所的人占了很大一部分比例。大多数是航空集团下属的研究所。这种单位的工资水平不是很高，但是也是比较安稳的。工作地点主要在沈阳、西安、北京、上海。去学校当老师的相对少一些，主要是由于目前硕士生的扩招，学校对老师的学历要求也随之提高。 2 继续读博 这也是很多工程力学硕士生的选择。而且很大一部分选择了继续在南航读博，除了南航的工程力学实力比较雄厚原因之外，导师因素和本身对硕士课题比较了解

关于力学在建筑工程中的应用研究

关于力学在建筑工程中的应用研究 摘要：随着当今建筑行业的不断发展，力学在建筑结构中起到了至关重要的作用。其中包括：剪刀墙结构的受力以及CFD建筑结构的受力，笔者在此进行了详细分析，以便于提供可参考性的依据。 关键字：建筑行业；剪刀墙；CFD结构；受力分析； 文章编号：1674-3520（2015）-02-00-01 引言 原有建筑行业在剪刀墙与框架搭配上存有一定的缺陷，没有考虑到剪刀墙的承受作用力的大小对墙体形变的影响。其次风压脉动对建筑结构承载力的影响也没有进行针对性的防护改善。现建筑结构模式对建筑力学进行了规划设计分析，无论是从防震方面还是在承载力层面上都有了显著改善。 一、当前建筑受力类型结构分析 （一）剪刀墙结构的受力分析 建筑结构中的剪刀墙主要是在建筑群体框架中插入一定数量的剪刀墙体，这种墙体在保证具有足够的承载压力后，满足建筑施工工程中不同使用性能的需求。剪刀墙的受力部分主要是由两种结构组成，包括：建筑群体框架和剪刀

墙抗侧力结构部分，剪刀墙的承载能力与一般墙体承载能力不同。建筑下层的剪刀墙主要承受水平方向的墙体剪力，而建筑上层部位的剪刀墙主要承载负剪力，上下层剪刀墙的剪刀力如下表1所示。根据现有剪刀墙受力结构，上层剪刀墙的承载力远小于下层剪刀墙的承载范围，但过度集中的框架也会产生较大的剪力。 （二）CFD建筑结构受力分析 CFD主要考虑钢结构的建筑承载范围，对于没有涂料的普通钢结构耐火极限一般小于15min。但现有建筑模式考虑建筑钢结构的承载防火能力大于15min，这便要求现有钢结构部件对自振周期以及建筑房屋的高宽比例有一定的限制，根据国标GB50009-2001制定的标准规范，当钢结构的自振周期T>0.2s，建筑群体高度>28m，宽度>16m时，需要考虑风压脉动对建筑结构承载力的影响。例如：某建设单位规划建设一栋高度为190m的大楼，并且离地面高度85m位置处，设置一高18.7m，宽16.4m的通风口。这种建筑类考虑到风压脉动对建筑结构承载力的影响。假设缩小通风口的通风面积，便会增大建筑单位面积内的气体压强，当压强承载能力难以抵制单位面积内的气体压强时，便会使建筑群体发生形变，所以这种建筑群体结构，不但减少了建筑群体结构的承载力，并且也优化了建筑群体的内部结构。 二、框架剪刀墙的受力形变性能

材料力学在工程实际中的应用

材料力学在工程实际中的应用 材料力学就是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、稳定与导致各种材料破坏的极限。而研究材料力学在工程实际中的应用,将会直接给我们在进一步的学习中提供一个现实的模型。 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穿立柱同时发生拉伸与弯曲两张变形。 说到材料力学,我们首先应该了解它的属性。材料力学在工程中常用的属性主要有: 1、密度ρ:密度与结构自重与地震荷载有关。 2、弹性模量E:指的就是材料在在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量。 3、强度f:材料的承受能力。 4、泊松比v:指的就是材料在受轴向力时,材料的横向变形或材料的轴向变形。

5、剪切模量G:指的就是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位剪切力时的侧向变形量。 材料力学研究的主要问题就是杆件的强度、刚度与稳定性问题,因此,制成杆件的物体就应该就是变性固体,而不能像理论力学中那样认为就是钢体。变形固体中的变形就成为它的主要基本性质之一,必须予以重视。 例如,在土建、水利工程中,组成水闸闸门或桥梁的个别杆件的变形会影响到整个闸门或桥梁的稳固,基础的刚度会影响到大型坝体内的应力分布;在机电设备中,机床主轴的变形过大就不能保证机床对工作的加工精度,电机轴的变形过大就会使电机的转子与定子相撞,使电机不能正常运转,甚至损坏等等。因此,在材料力学中我们必须把组成杆件的各种固体瞧做就是变性固体,固体之所以发生变形,就是由于在外力作用下,组成固体的各微粒的相对位置会发生改变的缘故。在材料力学中,我们要着重研究这种外力与变形之间的关系。大多数变形固体具有在外力作用下发生变形,但在外力除去后又能立刻恢复其原有形状与尺寸大小的特性,我们把变形固体的这种基本性质成为弹性,把具有这种弹性性质的变形固体成为完全弹性体。若变性固体的变形在外力除去后只能恢复其中一部分,这样的固体成为部分弹性体,部分弹性体的形变可分为两部分;一部分就是随着外力除去而消失的变形,成为弹性变形;而另一部分就是在外力除去后仍不能消失的变形成为塑性变形。严格的说,自然界中并没有完全弹性体,一般的变性固体在外力作用下,总

工程力学的应用与发展(论文)

题目：工程力学的应用与发展 学生姓名： 学号： 专业： 学院（系）： 2012 年11 月13 日

目录 摘要 0 1 绪论 0 2工程力学的发展 (1) 2.1工程力学的特点........................................................................ .. (1) 2.2研究内容和方向........................................................................ .. (1) 3 工程力学的应用 (2) 3.1材料力学........................................................................... .... .. (2) 3.2固体力学........................................................................... .... .. (2) 3.3流体力学........................................................................... .... .. (3) 3.4结构力学........................................................................... .... .. (4) 4．结论 (5) 参考文献 (5)

摘要 工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域。从工程上的应用来说，工程力学它包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，结构力学，材料力学，土力学，岩体力学等。 1.绪论 工程力学是20世纪50年代末出现的。首先提出这一名称并对这个学科做了开创性工作的是中国学者钱学森。 在20世纪50年代，出现了一些极端条件下的工程技术问题，所涉及的温度高达几千度到几百万度，压力达几万到几百万大气压，应变率达百万分之一～亿分之一秒等。在这样的条件下，介质和材料的性质很难用实验方法来直接测定。为了减少耗时费钱的实验工作，需要用微观分析的方法阐明介质和材料的性质；在一些力学问题中，出现了特征尺度与微观结构的特征尺度可比拟的情况，因而必须从微观结构分析入手处理宏观问题；出现一些远离平衡态的力学问题，必须从微观分析出发，以求了解耗散过程的高阶项；由于对新材料的需求以及大批新型材料的出现，要求寻找一种从微观理论出发合成具有特殊性能材料的“配方”或预见新型材料力学性能的计算方法。在这样的背景条件下，促使了工程力学的建立。工程力学之所以出现，一方面是迫切要求能有一种有效的手段，预知介质和材料在极端条件下的性质及其随状态参量变化的规律；另一方面是近代科学的发展，特别是原子分子物理和统计力学的建立和发展，物质的微观结构及其运动规律已经比较清楚，为从微观状态推算出宏观特性提供了基础和可能。 .总的来说，工程力学具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。

材料力学在工程中的一些应用

材料力学在工程中的一些应用 一、材料属性 讲到材料力学与工程，首先说说材料属性。材料在工程中常用的属性主要有： 1、密度 （与结构自重和地震荷载有关） 2、弹性模量E （指的是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位轴向力时的轴向变形量） 3、强度f（材料的承受能力） 4、泊松比v（指的是材料在受轴向力时，材料的横向变形/材料的轴向变形） 5、剪切模量G （指的是材料在单位长度、单位截面面积下受到单位剪切力时的侧向变形量） 二、截面的主要属性 对于杆件来说，都有截面，不同的截面就会有不同的截面属性，在工程中用到的截面属性主要有： 1、惯性矩I （惯性矩×弹性模量=截面的抗弯刚度） 2、抵抗矩W [截面所受的弯拒÷（抵抗矩×塑向发展系数）=截面所受的最大弯曲应力] 3、截面面积A 4、面积矩（截面静矩）S 5、抗扭惯性矩I k 6、抗扭抵抗矩W k 7、回转半径i （长细比=长度/回转半径） 截面属性有很多软件都可以直接计算出来，在这里就不作太多的介绍，下面讲一下在CAD中怎么求得这些截面属性。 1、在CAD中等比例绘制截面（如下图）

2、把绘制好的截面建成面域，点工具——查询——查询面域特性，可以看到如下图的结果 但是此时的截面特性是相对于原点的值，与我们要的结果不同 3、看到上面的属性里有质心坐标，我们把CAD的坐标移动到质心上（如下图）

4、重新点工具——查询——查询面域特性，可以看到如下图的结果 现在的属性就是截面相对与截面形心的正确值了，但是上面只有截面面积、惯性矩、回转半径等属性。 5、抵抗矩的求法 X轴向的抵抗矩W x =I x /Y轴方向的边界离质心的距离 Y轴向的抵抗矩W y =I y /X轴方向的边界离质心的距离 （同一轴向上求出来的结果分为正负方向，计算时取小值） 6、面积矩的求法 求X轴的面积矩，先把画好的截面沿X轴切掉一半去（如下图）

材料力学在生活中的应用

工程力学 系别： 专业： 姓名： 学号： 班级：

工程力学在材料中的应用 在我们所学习的孟凡深版《工程力学》中的绪论谈到工程力学包括理论力学的静力学和材料力学的有关 内容，是研究物体机械运动 的一般规律和有关构件的 强度、刚度、稳定性理论的 科学，是一门理论性和实践 性都较强的专业基础课。 工程力学是研究有关物 质宏观运动规律，及其应用 的科学。工程力学提出问 题，力学的研究成果改进工 程设计思想。从工程上的应 用来说，工程力学包括：质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。 人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。 1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为 是世界上第一本材料力学 著作，但他对于梁内应力分 布的研究还是很不成熟的。 纳维于1819年提出了关于 梁的强度及挠度的完整解 法。1821年5月14日，纳 维在巴黎科学院宣读的论 文《在一物体的表面及其内 部各点均应成立的平衡及

运动的一般方程式》， 这被认为是弹性理论 的创始。其后，1870 年圣维南又发表了关 于塑性理论的论文水 力学也是一门古老的 学科。早在中国春秋战 国时期(公元前5～前4 世纪），墨翟就在《墨 经》中叙述过物体所受 浮力与其排开的液体 体积之间的关系。欧拉 提出了理想流体的运 动方程式。物体流变学 是研究较广义的力学运动的一个新学科。1929年，美国的宾厄姆倡议设立流变学学会，这门学科才受到了普遍的重视。它分实验研究和理论分析与计算两个方面。但两者往往是综合运用，互相促进。 工程力学： 包括实验力学，结构检验，结构试验分析。模型试验分部分模型和整体模型试验。结构的现场测试包括结构构件的试验及整体结构的试验。实验研究是验证和发展理论分析和计算方法的主要手段。结构的现场测试还有其他的目的： 1.验证结构的机能与安全性是否符合结构的计划、设计与施工的要求； 2.对结构在使用阶段中的健全性的鉴定，并得到维修及加固的资料。 结构理论分析的步骤是首先确定计算模型，然后选择计算方法。 固体力学包括材料力学、结构力学、弹性力学、塑性力学、复合材料力学以及断裂力学等。尤其是前三门力学在土木建筑工程上的应用广泛，习惯上把这三门学科统称为建筑力学，以表示这是一门用力学的一般原理研究各种作用对各种形式的土木建筑物的影响的学科。 土力学在二十世纪初期即逐淅形成，并在40年代以后获得了迅速发展。在其

力学在生活中的应用

力学在生活中的应用 通过这几天教授们的讲解，不仅使我明白了自己专业的发展方向，同时也让我明白了力学在生产生活中的重要性，生命本来就充满了无数的巧合，不记得是哪位教授说过“不是你选择了力学，而是力学选择了你”，或许我能来到这个专业，遇到这些同学和教授们就是一种缘分，珍惜这缘分，同时去热爱一个专业。 力学是一门基础科学，它所阐明的规律带有普遍的性质．为许多工程技术提供理论基础。力学又是一门技术科学，为许多工程技术提供设计原理，计算方法，试验手段．力学和工程学的结合促使工程力学各个分支的形成和发展． 力学按研究对象可划分为固体力学、流体力学和一般力学三个分支．固体力学和流体力学通常采用连续介质模型来研究；余下的部分则组成一般力学．属于固体力学的有弹性力学、塑性力学，近期出现的散体力学、断裂力学等；流体力学由早期的水力学和水动力学两个分支汇合而成，并衍生出空气动力学、多相流体力学、渗流力学、非牛顿流体力学等；力学间的交叉又产生粘弹性理论、流变学、气动弹性力学等分支．力学在工程技术方面的应用结果则形成了工程力学或应用力学的各种分支，诸如材料力学、结构力学、土力学、岩石力学、爆炸力学、复合材料力学、天体力学、物理力学、等离子体动力学、电流体动力学、磁流体力学、热弹性力学、生物力学、生物流变学、地质力学、地球动力学、地球流体力学、理性力学、计算力学等等。 教授们研究的方向覆盖了力学大部分分支，这也给了我们继续深造的有利条件，有的时候看着教授们的研究成果和所做的项目也会想，是不是有一天自己也能完成这样的工作。 从亚里士多德时代的自然哲学，到牛顿时代的经典力学，直至现代物理中的相对论和量子力学等，都是物理学家科学素质、科学精神以及科学思维的有形体现。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域。 物理学作为一门最基础的自然学科，贯穿着人类文明的发展历程，从远古燧人氏钻木生火到如今的信息化社会的建设，都少不了物理的参与。燧人钻木取火的基本原理正是摩擦生热原理，在热量积蓄到一定程度时就可以使木头与氧气发生剧烈反应产生火焰。而物理在如今的生活中拥有着更加广泛的应用，小到我们的生活，大至航空航天，人走路是利用了鞋与地面的摩擦力，向后蹬是给地施加了一个向后的作用力，然后由于物体间作用力是相互的，

流体力学在土木工程中的应用38323

流体力学在土木工程中的应用 流体力学，是研究流体(液体和气体)的力学运动规律及其应用的学科。主要研究在各种力的作用下，流体本身的状态，以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。流体力学是力学的一个重要分支，它主要研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。在生活、环保、科学技术及工程中具有重要的应用价值。 流体力学逐渐广泛地应用于生产实践，并在生产实践的推动下，大大丰富了流体力学的内容。例如：重工业中的冶金，电力，采掘等工业;轻工业中的化工，纺织，造纸等工业；交通运输业中的飞机，火车。船舶设计；农业中的农田灌溉，水利建设，河道整治等工程中，无不有大量的流体力学问题需要解决。 在道路桥梁交通中，桥涵水力学问题，路边排水，大桥水下施工中的水力学问题，路基，路边渗水等诸多问题都需要应用流体力学知识去解决。结构风工程中，高耸建筑物一般都要做风洞试验的。而大跨度柔性桥梁的抗风性能就是空气动力学的一个典型应用。从而有了CFD的蓬勃发展。基坑施工时一般要考虑地下水的，降水怎么计算也要用到流体力学。隧道中的通风效应，如何计算隧道施工运营隧道中的通风效应，如何计算隧道施工运营中的通风问题，风机如何安置，采用哪种通风方式都是很典型的应用。高速铁路隧道的空气动力学效应。这个越来越重视啦。由于高铁的速度高，进出隧道时都会产生活塞效应，搞不好还有“空气炮”，所以也要用到流体力学来解决这些问题。修明渠和城市管网设计（市政工程）用到的基本上都是经典的流体力学。 流体力学广泛应用于土木工程的各个领域。例如：在建筑工程和桥梁工程中，研究解决风对高耸建筑物的荷载作用和风振问题，要以流体力学为理论基础；进行基坑排水，地基抗渗稳定处理，桥渡设计都有赖于水力分析和计算；从事给水排水系统的设计和运行控制，以及供热，通风与空调设计和设备选用，更是离不开流体力学。可以说，流体力学已成为土木工程各领域共同的专业理论基础。 流体力学不仅用于解决单项土木工程的水和气的问题，更能帮助工程技术人