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建筑力学与材料力学论文

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建筑力学与材料力学论文

建筑力学与结构力学、理论力学区别

一、概念不同:

1、建筑力学:将力学原理应用建筑工程系统的科学。包括理论力学、材料力学、结构力学。

2、结构力学是固体力学的一个分支,它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。

3、理论力学是研究物体的机械运动规律及其应用的科学,理论力学是力学的学科基础。分静力学、运动学和动力学三部分。

二、研究内容不同:

1、建筑力学包括理论力学、材料力学、结构力学。

主要研究和分析作用在结构(或构件)上力与平衡的关系,结构(或构件)的内力、应力、变形的计算方法以及构件强度、刚度和稳定条件,为保证结构(或构件)安全可靠、经济合理提供计算理论依据。

2、结构力学:研究对象是由细长杆件构成的体系——平面杆系结构,如:梁、刚架、拱及组合结构等。

(1)研究平面杆件体系的几何构造分析 。

(2)讨论结构的强度、刚度、稳定性、动力反应以及结构极限荷载的计算原理和计算方法等。

3、理论力学:包括静力学、运动学和动力学三部分。

(1)静力学:研究物理机械运动的特殊情况——平衡问题。

(2)运动学:研究物体运动过程中各运动学参数(如位置坐标、速度、加速度等)间的几何关系。

(3)动力学:研究物体运动状态的变化与作用力之间的关系。

三、任务不同

1、建筑力学:

(1)掌握基本的力学知识和计算方法为建筑工程领域的结构设计和建筑施工等提供基本保障。

(2)研究多种类型构件(或构件系统)的强度、刚度和稳定性问题,各种不同的受力方式会产生不同的内力,不同承载能力的计算方法。

2、结构力学:

(1)研究结构的组成规律,以保证在荷载作用下结构各部分不致发生相对运动。探讨结构的合理形式,以便能有效地利用材料,充分发挥其性能。

(2)计算由荷载、温度变化、支座沉降等因素在结构各部分所产生的内力,为结构的强度计算提供依据,以保证结构满足安全和经济的要求。

(3)计算由上述各因素所引起的变形和位移,为结构的刚度计算提供依据,以保证结构在使用过程中不致发生过大变形,从而保证结构满足耐久性的要求。

3、理论力学:归纳机械运动的规律,借助严密的数学规律进行归纳。

参考资料:

百度百科——建筑力学

百度百科——结构力学

百度百科——理论力学

学生建筑力学学习行为表现在学习中的表现建筑力学是专业基础课,是学习《建筑结构》及其他专业课的基础,是建筑专业学生必须掌握的.每个学生刚开始接触专业课程,在同一起跑线上学习建筑力学心得建筑力学由理论力学、材料力学、结构力学三部分组成,它是土木工程专业一门重要的专业基础课。建筑力学课程中的基本规律、原理和方法,是人们通过观察生活和生产实践中的各种现象,进行多次科学实验,经过分析,综合和归纳所总结出来的。从很久以前到日益发展的现代社会,力学总是和人类的发展与进步息息相关。人类在远古时代就开始制作各种和力学相关的物品,例如弓箭、房屋、船以及乐器等等,这些都是简单的结果。随着现代社会的进步,人们对于结构设计的规律以及结构的强度和刚度逐渐有了更深的认识并且积累了经验,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、北京的故宫等等。虽然在这些结构中隐含力学 的知识,但其归根并没有形成一门学科,随着现代社会的进步和发展,人们逐渐从这些结构和实践中总结出经验,形成了现代的力学建筑力学。现代社会所有的有关建筑的和力学室密不可分的,没有可靠的力学与结构分析就没有安全而又实用的建筑物。特别是建筑力学对现代建筑的意义更为重要,每一座好的建筑在开始建造前都要通过大量的实验验证和安全评估,否则将产生诸多不良的影响,甚至损失难以估计。首先要考虑建筑结构的合理性,如何在实际情况下选取合适节省材料的结构方式完成工程很重要。最重要的是要考虑到安全因素,从整体的静力分析到有线单元的衍架与混凝土结构再到外部环境因素,例如风载荷、地震、建筑物的本身质量等等以及有特殊设计要求的 特殊场地,这些都是和建筑力学密不可分的。建筑力学是需要我们认真对待的,他几乎应用到所有角落。建筑是随着人类文明进一步发展的,再好的。理论都需要可靠的实践来证明,同理好的理论和方法也尤为重要,例如现代在计算机领域的应用,我们可以通过模拟软件来模拟模块的受力及有线单元的使用等,很方便的促进了力学的分析和复杂问题的计算,所以他们是相符发展和影响的。总之,力学和建筑是分不开的,作为一个建筑力学的学习者,特别是对我这样对建筑工程感兴趣的学生来说,掌握最基本的分析方法和培养良好的科学习惯尤为重要,并为以后的学习和工作打下坚实的基础,当一个工程在我们手中像长城一样伫立不随着人类社会的进步和发展,人类逐渐从建

建筑力学是为建筑学专业的学生开设的一门理论性、实践性较强的技术基础课,旨在培养学生应用力学的基建筑力学本原理,分析和研究建筑结构和构件在各种条件下的强度、刚度、稳定性等方面问题的能力。结构力学(Structural Mechanics)是固体力学的一个分支,它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。结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。 结构力学通常有三种分析的方法:能量法,力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法 ,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。理论力学是机械运动及物体间相互机械作用的一般规律的学科,也称经典力学。是力学的一部分,也是大部分工程技术科学理论力学的基础。其理论基础是牛顿运动定律,故又称牛顿力学。20世纪初建立起来的量子力学和相对论,表明牛顿力学所表述的是相对论力学在物体速度远小于光速时的极限情况,也是量子力学在量子数为无限大时的极限情况。对于速度远小于光速的宏观物体的运动,包括超音速喷气飞机及宇宙飞行器的运动,都可以用经典力学进行分析。 理论力学和材料力学比较重要 这些都是结构力学的基础,建筑工程类必须学好理论力学的静力学部分,材料力学也是必须把和建筑工程联系在一起的部分学好。理论力学,材料力学,结构力学这三个就是土木专业里所说的三大力学,理论力学先学,然后是材料力学,最后是结构力学,理论力学是基础,材料力学和结构力学接近实际,所以都得学好,学生一般认为是结构力学难,但其实难的是理论力学,因为没有固定方法,结构力学你研究的透了其实方法很固定,但初学者一般掌握不好。所以都很重要。

一样的。有的建筑力学则只讲授静力学,因为后续的材料力学与结构力学知识也只限于静力学范

建筑结构与力学论文

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从古至今,房屋、桥梁等建筑在建造过程中都需要符合力学原理。遵循着将弯矩转变为轴力的力学主线,贯穿着建筑史发展的全过程。运用力学原理能够使建筑结构稳固,防止建筑物出现倒塌现象,同时,还能节约建筑材料。本文从力学主线的角度出发,分析建筑结构的发展历程。1引言随着社会的发展,建筑业也在不断的发展。建筑业是我国的重要支柱产业,建筑业的发展带动着我国经济的发展。建筑结构形式需要运用力学原理,遵循将弯矩转变为轴力的力学主线。运用力学原理进行建筑物建设,能够节约建造成本,避免出现倒坍现象,促进人们的生活。2建筑结构形式的发展史建筑与结构是不可分割的,缺一不可。随着经济的发展,人们逐渐提高了对建筑结构的认识,建筑工程不仅要保证质量和性能,还需要符合美观的要求,满足人们的品味。因此,美观实用和安全可靠逐渐成为建筑工程的重要评判标准。但是两者基于不同的知识和技能,具有一定的差异,为了最大的满足人们的需要,专业人员不断提高这两方面的技能,美观实用和安全可靠的设计人员也不同。两者的知识和技能不同,导致专业人员需要掌握的内容也不一样。美观实用要求专业人员掌握美术和建筑这两方面的知识。安全可靠要求专业人员除了掌握美术和建筑这两方面知识外,还需要掌握力学、数学、制造与施工也等专业知识。随着建筑工程的发展,建筑工程要求专业人员掌握的专业知识也越来越多,美学、艺术等学科都需要专业人员掌握,学会运用,学习要求增多,难度也变大。建筑结构形式发展要求专业人员掌握专业知识,而专业知识又帮助建筑结构形式的发展,两者缺一不可,相互促进。3建筑结构形式的划分3.1按材料划分建筑结构形式按使用材料划分可分为木质结构、混合结构、钢结构钢筋混凝土结构、钢筋混凝土与钢的组合结构。其中,木质结构主要应用于单层建筑中,使用的材料为木制材料。混合结构主要应用于单层建筑和多层建筑,承重部分使用砖石材料,楼顶使用钢筋混凝土材料。钢结构主要应用于工厂房、承重能力强的厂房以及移动房等。其使用的材料主要是钢。钢筋混凝土结构主要应用于高层或者是多层建筑,其使用材料主要是钢筋混凝土。钢筋混凝土与钢的组合结构主要应用于超高层建筑,其使用材料主要有混凝土与钢筋。3.2按墙体划分建筑结构形式按墙体划分可分为全剪力墙结构、框架一剪力墙结构、框一一结构、简体结构、框一一支结构、无梁楼盖结构。全剪力墙主要应用于高层以及超高层建筑,其属于建筑结构强度大。框架一剪力墙结构主要应用于高层建筑。框一一结构主要应用于高层和超高层建筑。简体结构主要应用于超高层建筑。框一一支结构主要应用于超高层建筑,其主要材料是钢结构。无梁楼盖结构主要应用于大空间和大柱网建筑。4建筑结构形式遵循的自然力学规律随着社会的发展,建筑结构形式的侧重点不同,但是无论是建筑还是结构都需要遵循力学原理,保证建设和结构的安全。结构物承受着一定的荷载,其在每个截面上都会产生拉、压轴力、剪力、弯矩、扭矩等。弯矩是最为危险的。弯矩和拉、压轴力产生的力偶钜是等效的。弯矩把内力作用到截面上,其内力分布不均匀。弯矩使中性层材料的力学性能得不到充分的施展。例如,一根杆件,给其施加一定的加压力和压力时采用轴向,折断它的可能性很小。但是,采用横向加力时会形成弯矩和剪力,折断杆件就非常容易。因此,建筑结构构建为了能够正常工作,必须要求每个截面承受剪力、拉、压轴力、弯矩。5建筑结构的实例5.1堆砌结构古埃及金字塔就是采用堆砌结构建造的。建造者为了表达对帝王的崇拜,采用了石材进行建造,石材承压能力强,且安全耐用。金字塔结构简约、体积庞大,给人一种敬畏的感觉。从结构学来讲,金字塔只承受压应力,受力结构简单。经历了数年的风雨变化,金字塔依然屹立不倒。堆砌结构形式的受力情况符合石材的要求,受到当时人们的喜爱。但是,金字塔的建造时间漫长,运用大量的人力、物力、财力,其内部空间小,使用价值不高。随着社会的进步,人类的需要提高,需要提高建筑结构的空间,由此,梁、板、柱结构出现在人们视野中。5.2梁、板、柱结构梁、板、柱结构应用的材料是木材。石材承受拉力的强度低,因此不能承受弯矩。木材能够承受一定的拉力和压力,值得使用。在当代,钢材和钢筋混凝土取代木材占据主导地位。石材虽然有一定的弊端,但是仍受到人们的认识,木材虽然受弯能力强,但是也有一定的局限。欧洲很多建筑都采用此结构。例如,爱琴文化的克诺索斯宫殿、宗教神庙等。随后用发展了拱、壳、柱的结构。后来又出现了梁、板、拱、壳、柱的结构,其中罗马建筑是此结构的典范。5.3拱、壳结构拱、壳结构深受古今中外的喜爱,拱、壳结构能够覆盖大跨度,代替了梁板结构。拱、壳结构符合把弯矩通过结构形式的改变转化为轴力的规律。通过该规律建造出的结构具有坚固、耐用、不容易破坏,容易保留的特点。此结构经过无数人的实践证明,具有可行性。实践证明,拱结构产生的支座水平反力能够使每一个截面生成负弯钜,负弯矩能够抵消正弯钜,受压力强。通过该结构建造的建筑物具有美观实用、坚固耐用的优点。根据此结构建造的建筑物具有标志性作用。例如,意大利威尼斯、圣玛丽亚.莎留特教堂、佛罗伦撒主教堂、罗马城万神庙、法国克勒芒-费杭圣母教堂等。6结束语随着社会的发展,建筑业也在不断的发展壮大,高层结构的建筑在建筑中占据重要位置。建筑结构形式需要遵循力学发展规律,根据该力学规律创造出更多的新结构,促进社会建筑业的发展。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

建筑力学论文500字

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土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程,它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象,即建造在地上,地下,水中的工程设施,也指应用的材料设备和进行的勘测、设计施工、保养维修等专业技术。 土木工程随着人类社会的进步而发展,至今已经演变成为大型综合性的学科,它已经出许多分支,如:建筑工程,铁路工程,道路工程,桥梁工程,特种工程结构,给水排水工程,港口工程,水利工程,环境工程等学科。土木工程共有六个专业:建筑学,城市规划,土木工程,建筑环境与设备工程,给水排水工程和道路桥梁工程。 土木工程作为一个重要的基础学科,有其重要的属性:综合性,社会性,实践性,统一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础,对众多产业的振兴发挥了促进作用,工程建设是形成固定资产的基本生产过程,因此,建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。 古代的土木工程有很长的时间跨度,大致从公元前500年新石器时代出现原始的土木工程活动到16世纪末意大利的文艺复兴,导致土木工程走上迅速发展的道路为止,前后经历了两千多年。在这段时间内,由于科学理论发展及其缓慢,土木工程也没有突破习惯的发展。 远古时代,居住和交往的需要,人类开始了掘土为穴,架木为桥的原始的土木工程活动,我国黄河流域的仰邵文化遗址和西安半坡遗址发现了有供居住的浅穴和直径为5—6米的圆形房屋。中国古代的建筑多采用木结构,并逐渐形成与此想适应的风格,公元14世纪的建造的北京故宫是世界上最大的最完整的古代木结构宫殿建筑群,应县的木塔是世界上最高的木建筑。与此同时,欧洲的以石拱结构为主的古代房屋建筑也达到了很高的水平,意大利的比萨大教堂,法国的巴黎圣母院,罗马的圣彼得大教堂均反映了欧洲这一时期建筑施工和结构的最高成就。从17世纪中页开始到20 世纪40年代第二次世界大战结束为止的300年间,国外的建筑取得了长足的进步。土木工程进入了定量分析阶段。一些理论的发展,新材料的出现,新工具的发明,都使土木工程科学日渐完善和成熟。到了近代,二战结束之后,许多国家经济起飞,现代科学日益进步,从而为进一步发展提供了强大的动力和物质基础。尤其是我国,土木工程在这一段时间内,更是突飞猛进,建筑,桥梁,道路,隧道等,无论是在技术理论上,还是在基础建设上,都取得了巨大的成就。 人们生活水平的不断提高,必然要求越来越舒适的居住环境,在这种情况下,建筑的发展直接推动了土木工程的发展。远古时代,人们巢居穴处,后来石器的出现,人们开始利用工具建造简单的住房,到明清时期,中国的木结构建筑技术和规模都达到了顶峰。解放后,随着国家对基础建设的投入的不断加大,一座座高楼想雨后春笋一样出现在中华大地。 建筑工程就是兴建房屋规划,勘测,设计,施工的总称。目的是为人类的生产和生活提供场所。 房屋建筑一般包括十个部分:(1)埋在地下的基础和地下室(2)承载外力并把力传到基础的柱子,楼板,梁,框架墙,屋盖及支撑体系(3)四周的饿维护结构和中间的隔墙(4)房屋内外的装饰(5)控制环境的供暖,通风,空气调节,照明,防火隔声等系统(6)楼梯间,电梯或自动扶梯等垂直传输系统(7)闭路电视,电话,计算机网络等通讯体系(8)电力系统(9)卫生设备和给水排水系统(10)垃圾处理系统。 Pier Luigi Nervy说过:建筑结构说穿了,不过就是受力体的反力与内部应力如何与外力达到平衡。建筑首先要解决,也是必须要解决的问题就是受力的问题。我们把解决这个问题的学科称为建筑力学。建筑力学有可以分为:静力学,材料力学和结构力学三大力学体系。建筑力学是讨论和研究建筑结构及构件在荷载和其他因素影响的工作状况,也就是建筑的强度,刚度,稳定性。在载荷作用下,承受载荷和传递载荷的建筑结构和构件会引起周围的物体对它们的作用,同时物件本身受载荷作用而产生变形,并且存在着破坏的可能性,但是结构本身就具有一定的抵抗变形和破坏的能力,而结构的承载能力的大小是与构件的材料,截面的几何尺寸,受力性质,工作条件和构造情况有关。而这些关系都可以由力学关系式通过计算而得以解决。 建筑材料在建筑中也有着举足轻重的作用。建筑材料是随着人类社会生产力和科学技术的提高而逐步发展起来的。人类最早穴居巢处,几乎没有建筑材料的概念,后进入到石器铁器时代,开始掘土凿石为洞,伐木搭竹为棚,利用最原始的材料建造最简陋的房屋。后来,用黏土烧制砖瓦,用岩石制石灰,石膏,建筑材料从天然进入了人工阶段,为建造教大的房屋创造了条件。18世纪后,科学技术的发展促使建筑材料进入了一个新的发展阶段,钢铁,水泥,混凝土及其他材料的相继问世,为现代的建筑奠定了基础。20世纪后,建材性能和质量的弊端改善,品种的不断增加,以有机材料为主的化学建材异军突起,一些具有特殊功能的建材如绝热材料,吸声隔热材料,耐火防火材料,防水抗渗材料,防爆防辐射材料应运而生,这些材料为房屋建筑提供了强有力的物质保障。现在的建筑中,工程质量的优劣通常与所采用材料的优劣,性能及使用的合理与否有直接的联系,在满足相同技术指标和质量要求的前提下,选择不同的材料不同的使用方法,都对工程的造价有直接的影响。 在建筑过程中,建筑工程施工是和与建筑力学,建筑材料同样重要的一个环节。建筑施工是将设计者的思想,意图及构思转化为现实的过程,从古代的穴居巢处到现在的摩天大楼,从农村的乡间小道到城市的高架道路都需要通过“施工”的手段来实现。一个工程的施工包括许多工种工程,诸如土方工程,桩基础工程,混凝土结构工程,钢机构工程,结构吊装工程,防水工程等,各个工种工程都有自己的规律,都需要根据不同的施工对象及施工环境条件采用相应的施工技术,在土建施工的同时,需要与有关的水电,风暖及其他设备组成一个整体,各工程之间合理的组织与协调,更好的发挥投资的效益。土木工程施工在发挥效益的同时,还要严格按照国家颁发的有关施工技术规范,从而进一步提高我国的施工水平,保证施工质量,降低工程成本。 任何建筑无不修建在地球表面的地层上,建筑的重量最后都会传给地层,有地层来承受。支撑建筑的地层被统称为地基,建筑物在地面以下并将上部结构的自重与所承担的载荷传递到地基上的构件或部分构件称为基础。地基,基础和上部结构是建筑物的三个不可分割的部分。三者功能不同,但在载荷的作用下,它们彼此相关,是共同作用的整体。地基可分为天然地基和人工地基,基础根据埋深分为深基础和浅基础。,基础和地基的质量是保证建筑物的安全和正常使用的关键所在,建筑物的地基在建筑物的载荷作用下既要保持整体的稳定性又要是地基产生的沉降在建筑物许可范围内,而地基本身应有足够的强度,刚度和耐久性,同时还要考虑修基础的方法和必要的挡土挡水及相关措施。 随着人们生活的水平的不断提高,人们对自己所处的建筑空间已经不仅仅单纯从数量上提出更高的要求,而且从质量上也提车了更高的要求,要求环境的美观,有一定的舒适度。这就需要对建筑进行必要的装修。如果说建筑主体工程构成了建筑的骨架,那么装饰后的建筑则成了有血有肉的有机体,最终以丰富的,完善的面貌出现在人们的面前,最佳的建筑应该充分体现各种装饰材料的有关特性,结合现有的施工技术,最有效的手法,来达到构思所要表达的效果。建筑装修要考虑建筑空间的使用要求,保护主体机构免受损害,给人以美的享受,满足消防疏散的要求,装饰材料和方案的合理性,施工技术和经济的可行性等。房屋建筑发展的同时,像房屋建筑一样影响着人们生活的道路,桥梁,隧道等也取得了长足的发展。 路桥 改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到有,现已建成8700km。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,跨越大江(河)、海峡(湾)的长大桥梁建设也相继修建,一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,工程质量不断提高,为公路运输提供了安全、舒适的服务。 随着经济的发展、综合国力增强,我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。特别是电子计算技术的广泛应用,为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。更重要的是我国的经济政策为公路事业发展提供多元化的筹资渠道,保证了建设资金来源。我国广大桥梁工作者,充分认识到这一可贵、难得的机遇,竭尽全力,发挥自己的聪明才智,为我国公路桥梁建设事业,积极工作,多做贡献。结合常用的桥型谈谈对公路桥梁发展趋势的看法,不当之处,请同行正。 总的来说土木工程是一门古老的学科,它已经取得了巨大的成就,未来的土木工程将在人们的生活中占据更重要的地位。地球环境的日益恶化,人口的不断增加,人们为了争取生存,为了争取更舒适的生存环境,必将更加重视土木工程。在不久的将来,一些重大项目将会陆续兴建,插入云霄的摩天大楼,横跨大样的桥梁,更加方便的交通将不是梦想。科技的发展,以及地球不断恶化的环境必将促使土木工程向太空和海洋发展,为人类提供更广阔的生存空间。近年来,工程材料主要是钢筋,混凝土,木材和砖材,在未来,传统材料将得到改观,一些全新的更加适合建筑的材料将问世,尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。同时,设计方法的精确化,设计工作的自动化,信息和智能话技术的全面引入,将会是人们有一个更加舒适的居住环境。一句话,理论的发展,新材料的出现,计算机的应用,高新技术的引入等都将使土木工程有一个新的飞跃。

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是试题,还是学习心得!

材料力学论文2000字

物理力学是力学的一个新分支,它从物质的微观结构及其运动规律出发,运用近代物理学、物理化学和量子化学等学科的成就,通过分析研究和数值计算,阐明介质和材料的宏观性质,并对介质和材料的宏观现象及其运动规律作出微观解释。主要包括静力学、动力学、流体力学、分析力学、运动学、固体力学、材料力学、复合材料力学、流变学、结构力学、弹性力学、塑性力学、爆炸力学、磁流体力学、空气动力学、理性力学、物理力学、天体力学、生物力学、计算力学 物理力学主要研究平衡现象,如气体、液体、固体的状态方程,各种热力学平衡性质和化学平衡的研究等。对于这类问题,物理力学主要借助统计力学的方法。 物理力学对非平衡现象的研究包括四个方面:一是趋向于平衡的过程,如各种化学反应和弛豫现象的研究;二是偏离平衡状态较小的、稳定的非平衡过程,如物质的扩散、热传导、粘性以及热辐射等的研究;三是远离于衡态的问题,如开放系统中所遇到的各种能量耗散过程的研究;四是平衡和非平衡状态下所发生的突变过程,如相变等。解决这些问题要借助于非平衡统计力学和不可逆过程热力学理论。 物理力学的研究工作,目前主要集中三个方面:高温气体性质,研究气体在高温下的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质、辐射性质以及与各种动力学过程有关的弛豫现象;稠密流体性质,主要研究高压气体和各种液体的热力学平衡性质(包括状态方程)、输运性质以及相变行为等;固体材料性质,利用微观理论研究材料的弹性、塑性、强度以及本构关系等。 物质的性质及其随状态参量变化规律的知识,无论对科学研究还是工程应用都极为重要,力学本身的发展就一直离不开物性和对物性的研究。 近代工程技术和尖端科学技术迅猛发展,特别需要深入研究各种宏观状态下物体内部原子、分子所处的微观状态和相互作用过程,从而认识宏观状态参量扩大后物体的宏观性质和变化规律。因此,物理力学的建立和发展,不但可直接为工程技术提供所需介质和材科的物性,也将为力学和其他学科的发展创造条件。

文关键词:金属基复合材料有效性能结构拓扑优化论文摘要:金属基复合材料综合了作为基体的金属结构材料和增强物两者的优点,具有高的强度性能和弹性模量、良好的疲劳性能等特点。由于制作工艺相对容易,和价格低廉,颗粒增强金属基复合材料体现出了广泛的商业价值,金属基复合材料首先在航天和航空上得到应用,随着其价格的不断降低,它们在汽车、电子、机械等工业部门的应用也越来越广。为此全球各大公司和研究机构对它的研究和应用开发正多层次大面积地展开。笔者阅读了大量相关文献,进而综述了近些年来国内外学者对金属基复合材料的研究,具有一定的现实意义。一、颗粒随机分布金属基复合材料有效性能研究九十年代中期Povirk, Gusev等人就研究证明了可以用一个有限体积的代表体元来代替整体复合材料,模拟其细观结构,从而建立复合材料的宏观性能同其组分材料性能及细观结构之间的定量关系。随着计算机技术的高速发展,数值分析方法在复合材料力学分析中成为不可缺少的工具,在做计算数值模拟时,建立合适的数学模型,是进行数值模拟计算复合材料等效性能的基础。基于有限元法的多尺度等效性能计算是目前一种行之有效的研究复合材料细观结构与宏观力学行为之间关系的重要方法。采用这种方法的前提是建立复合材料的有限元模型,包括随机颗粒分布区域的几何建模和网格剖分,然后才能进行多尺度计算。对于复合材料等效性能计算的数值方法,国内外已经发展了名目繁多的各种数值方法。一般来说,可以分为反分析法、直接分析法。其中反分析法实质就是根据现场观测结果,来反演复合材料力学参数。反分析法主要依赖于材料程的实测位移、本构模型以及材料参数的假定。由于现场观测资料的获取受客观条件影响和对复合材料认识上的不足,往往造成模型和材料参数假定与实际差异很大,因而该方法在实际应用中遇到了一些困难。为此,人们试图选择另一种途径---直接分析法来预测复合材料的力学参数。由于离散元元方法没有很好解决对复合材料离散后的计算结果的误差,因此基于离散单元法计算宏观力学参数的研究较少目前主要是基于有限元法的数值分析法,其计算过程是首先建立颗粒材料的统计模型,然后模拟出不同尺度的复合材料"试件";这样得到的复合材料"试件",可以视为由基体和增强颗粒两部分组成,其力学参数可以在实验室分别确定,然后应用有限元方法进行分析,进而得到颗粒统计力学参数即。这一方法计算结果的正确性取决于颗粒统计模型的正确性以及有限元算法的合理性,这一过程虽然有误差,但是误差不会比原位实测更大。该方法的不足之处在于为避免尺寸效应,模拟不同尺度"试件"时,增加了计算成木,并且当计算尺度增大时,"试件"内的颗粒数目明显增加,给有限元的剖分和计算带来了困难。还有学者基于有限元方法,基于等效观点,对颗粒增强复合材料的等效性能进行了研究,即根据一定的等效原则,宏观地考虑颗粒对材料力学特性的影响,将整个颗粒增强复合材料均匀化、连续化,然后用有限元计算得到等效力学特性.按等效方式来分,主要有材料参数等效法、能量等效法等,这些等效方法有其适用的一面,但仍有一定局限性,例如等效体的尺寸效应问题等.关于材料参数的均匀化理论.作为一种研究复合材料宏观性质的新方法,数学家们已进行了大量的研究,例如A.Bensousson,J.L.Lion、等针对小周期结构问题的渐进分析,给出了均匀化材料系数的概念;O.A.Oleinik等对具有小周期结构的均匀化理论和一阶渐进分析理论进行了深入研究;T.Hou和陈志明等在此基础上给出了一阶渐进展开有限元的理论估计;崔俊芝等针对小周期结构提出了双尺度祸合算法。针对具有对称性的基本胞体给出了高阶渐进展式和有限元估计,并把此方法运用到工程计算中,从而使的均匀化从理论分析进入了数值计算。阶段和实际应用阶段,使得微观构造十分复杂的非均质材料的宏观力学参数计算成为现实,并且给出了计算周期性编制复合材料的等效力学参数的双尺度方法。在进行等效计算时,首先需建立材料的单胞模型,如二维单胞模型、二维多颗粒单胞模型、三维单胞模型、三维多颗粒单胞模型及代表体单元模型。武汉理工大学的瞿鹏程教授等,根据扫描电镜试样截面细观图,建立了有限元模型,并且成功预测出了SiC颗粒增强Al基复合材料等效弹塑性力学性能特征曲线。Soppa根据体积含量10%Al2O3,增强6061Al基复合材料的实验细观图,构件有限元分析模型,观察残余热应力对PRMMCs变形和破坏的影响。Han等人采用三维多颗粒单胞模型研究PRMMCs的力学性能和裂纹的产生。二、复合材料微结构拓扑优化研究结构拓扑优化是结构形状优化的发展,是布局优化的一个方面。当形状优化逐渐成熟后,结构拓扑优化这一新的概念就开始发展,现在拓扑优化正成为国际结构优化领域一个最新的热点。以Roderick Lakes(1987,1993)提出的具有负泊松比系数的泡沫材料以及对通过不同组分材料的复合可以获得任何单相材料无法比拟的极端材料特性(如零膨胀系数、零剪切性能)新发现的阐述为标志,材料微结构的优化设计被纳入拓扑优化领域。特别是由Sigmund于九十年代中期提出来的,现在己经成为材料研究领域的前沿课题之一。而在2002年的第9届AIAA年会上Kalidindi等人提出了"微结构灵敏设计(MSD-Microstructure Sensitive Design)"概念,进一步完善与发展了微结构构型与组分优化设计的思想与体系。这些开创性的工作为复合材料与结构的拓扑优化设计奠定了坚实的基础,进一步促进了材料微结构的优化设计。复合材料的宏观性能可由微结构单胞使用均匀化技术得到,通过对微结构单胞进行拓扑优化设计可获得具有良好特性的复合材料,例如负的泊松比、负的热膨胀系数、零剪切性能以及良好压电特性的压电材料。对单胞的拓扑优化设计,问题可分为两类:一是满足本构模量等于给定值的最小体积百分含量问题;二是满足一系列体积约束和对称条件的极值材料常数问题。Silva基于均匀化方法展开了具有极端性能的二维和三维压电材料的优化设计;国内袁振、吴长春进行了极端性能的弹性材料优化设计,杨卫等采用优化准则法进行具有特定性能的微结构设计,实现了具有负泊松比的材料设计。基于传热性能的微结构优化设计目前还处于初期阶段,张卫红等基于均匀化方法进行材料的热传导性能预测,在给定材料用量下进行复合材料的设计,得到具有极端热传导性能的复合材料。拓扑优化兼有尺寸优化和形状优化的复杂性,微结构最终拓扑形式是未知的。以最小柔度作为目标函数的微结构拓扑优化而得到的蜂窝状结构,为标准的规则正六边行蜂窝结构。三、小结金属基复合材料是近年来迅速发展起来的一种高技术新型工程材料,以其优越的性能受到国内外的高度重视。SiC颗粒增强铝基复合材料是目前复合材料中最引人注目的体系之一,不论是在理论上还是在实验上均是理想的复合材料研究对象。本文综述了国内外对金属基复合材料的有效性能研究和复合材料微结构拓扑优化,对金属基复合材料研究具有一定的知道意义。

双峰二中创建八十年,培养人才三万余人。在教育、科技、军政、工农、艺术各界出现了众多有成就的人物。据1996年建校七十周年时的不完全统计:教育战线大学的正副教授、中学的特级教师,科技战线高级工程师以上,军政界地师级以上,工农战线的企业家、养殖家以及艺术、技能方面有突出成就或有著作问世者,总数在五百人以上。以下仅为部分之简单介绍。 (转自《双峰二中七十周年校庆纪念册》) 欧阳崇一 又名欧阳祜,青树坪人,起陆高小一班毕业。湖南和平解放前夕,任国min党第一兵团司令部第四处上校处长,主管后勤业务。积极趋向弃暗投明,抗拒执行白崇禧对长沙的破坏命令,促使司令员陈明仁和平起义。和平解放后,任兵团军需处长、省政府参事、省政协委员等职。他对母校感情甚深,曾来信说:“我1949年能走向光明,是与母校的教育分不开的,堪可告慰。” 匡燕鸣 双峰人,起陆高小四班毕业。1960年及1979年两次回校任党支书、校长。工作刻苦实干,文化大革命后拨乱反正,恢复学校元气,备著辛劳。荣膺全国教育战线劳动模范称号。后调任双峰一中党支书、校长。 戴鸿仪 青树坪人,起陆高小十一班毕业。四十年代曾回起陆初中任教,是有名数理老师。中国矿业大学北京研究生部教授,其与人合作发明的“矿用强力运输带横向断裂预报装置”获国家专利。享受国家特殊津贴。 欧阳谦叔 又名欧阳熙,青树坪人,起陆高小十六班毕业。曾任湖北歌剧团编剧、作曲。是著名歌剧《洪湖赤卫队》的主要作曲者。国家一级作曲家。其论文《歌剧探索三十年》曾发表于北京《音乐理论》杂志及《中国歌剧艺术文集》。1990年,他与爱人一同回到母校与师生们联欢,后又为母校校歌作曲。 欧阳骅 青树坪人,起陆初中十二班毕业。空军航空医学研究所研究员、教授、硕士和博士论文评审委员。编写了《中国航空百科词典》、《中国医学检验全书》及论文40余篇。所发明“管式液冷防暑降温背心”获国家专利。对母校怀有深厚感情,为庆祝母校七十周年校庆与爱人曾月英捐出多年积蓄设希望奖,要求奖励家庭困难而品学兼优的学生,以报答国家和母校对他们的培育之恩。 王文介 双峰县花门镇人,起陆初中十三班毕业。中国科学院南海海洋研究员、国际海洋研究委员会中国工作组委员、硕士研究生导师、国家特殊津贴获得者。获得过中国科学院科技进步二等奖,广东省科技进步特等奖、国家海洋局科技成果三等奖。主持和参与专门著作16本。有论文和译文60余篇在国内有关学报刊物发表。 曾月英(女) 青树坪人,起陆初中十五班毕业。1956年考入空军第二飞行学院,毕业后,分配空军专机师任飞行员,担任过中央首长专机机长。1987年被授予空军上校,一级飞行员。其机组获“英雄机组”称号,个人曾荣立二等功一次,三等功二次。三十年飞行近五千个小时,行程达200万公里,飞过四十多次专机,参加过常年的战备值班,执行过临时的抢险救灾,均安全而出色地完成了任务。 王影 原名李醒辰,永丰镇人,二中初五班毕业。1963年大学毕业后分配在林业部湖南农林工业设计研究院工作,并任该院副总工程师。他主持、设计的工程,多次获部、省奖励及先进称号。由于他的突出贡献,1993年起,享受政府特殊津贴。系民盟湖南省委副主委,第六届省政协委员,省八届人大常委。 李希特 双峰人,二中初十五班毕业。现为县文化局干部,中国剪纸学会会员、农工民主党县委常委、政协双峰常委。1995年,联合国教科文组织和中国民间文艺家协会联合授予他“民间工艺美术家”称号。有作品百余幅在报刊发表,并多次在展出中获奖。其《凤朝阳》《凤凰戏牡丹》经选送日本、瑞典展出。其三分钟人像剪影,以快、准、美受到中外好评,誉为“湘中一绝”。 欧阳梦轲 青树坪人,二中初二十一班毕业。1985年临池学书,兼学装裱。1988年获全省农民书法大奖赛三等奖,1990年获全省国土杯书法大赛二等奖,1993年获国际和平杯书法赛三等奖。其作品编入《中国国际艺术大观》。《人民日报》及《人事与人才》报道了其自学成才的事迹。 王振华 青树坪人,二中高一、二班毕业。乘改革开放东风,在农村发展养殖事业。全国养猪协会副理事长、湖南省动物人参系列产品开发公司总经理。荣获全国农村科普工作先进个人、全国科技致富能手、湖南省优秀科技工作者等称号。 谢和平 双峰县甘棠镇人,二中高三十一班毕业。现任四川大学校长、教授、博士生导师。中国科学院国际材料物理中心成员。他在岩石损伤力学和分形几何结合方面取得了开创性的成果,从而推动岩石力学的发展,他的学术成果在国内外产生了较大的影响。1992年被评为中国青年科学家。被聘至美、英、波兰、德国各大学讲学。共发表论文40余篇,英文著作3部,中文著作2部。

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材料力学毕业论文

当受拉杆件的应力达到屈服极限或强度极限时,将引起塑性变形或断裂。长度较小的受压短柱也有类似的现象,例如低碳碳钢短柱被压扁,铸铁短柱被压碎。这些都是由于强度不足引起的失效。(百度百科--压杆稳定)

Hot Deformation Behavior of metal an important aspect of research is to study the metal in the process of hot deformation behavior of the flow stress, as well as changes in the law of the mechanical properties of the macro-response behavior is the flow stress. According to the theory of deformation, the flow stress of metal materials in a one-way refers to the deformation conditions sufficient to achieve plastic deformation of the stress intensity. Metals and alloys in the plastic working process, the flow stress determined the deformation of the size of equipment needed to load and the size of the required energy consumption. Generally speaking, the impact of the metal flow stress factors in general can be divided into internal factors and external factors. The main external factors, including deformation temperature, strain rate and strain (deformation), they are internal factors of the flow stress of metallic materials. Deformation temperature on the impact of flow stress as follows: flow stress with deformation temperature lower, but reduced somewhat different, that is, the higher strain rate, with the increase in deformation temperature, flow stress gradient reduced more Great. Strain rate on the impact of flow stress: the higher the strain rate, the greater the value of flow stress, and increase the flow stress with temperature changes, temperature, the higher the lower the rate of increase. The rate of increase of flow stress is not maintained at a fixed value, but as the strain rate changes. Internal factors include the chemical composition of metals, metal the microstructure changes such as dynamic recovery and dynamic recrystallization, such as work hardening. High-temperature mechanical deformation of metallic materials from high temperature creep behavior of metals on the basis of developed. Metals and alloys the existence of thermal processing thermal activation process, the strain rate thermal activation process control. Deformation under different conditions using different expressions, but also related to thermal activation, the dislocation movement, such as the micro-mechanism. This paper AZ31 magnesium alloy sheet for the study, the RG-based microcomputer-controlled universal testing machine, metallographic microscope and scanning electron microscopy tools, research and analysis of magnesium alloy at different temperatures forming performance, flow stress and microstructure changes in the law. The following conclusions: 1. Extrusion, cross-rolling, cold-rolled, hot-rolled, as well as the level of casting AZ31 magnesium alloy sheet metal microstructure is equiaxed structure, the grain size of 5 ~ 25μm; 2. Extrusion of magnesium alloy sheet metal grain size is about 5 ~ 12.5μm, the strain rate is less than 1.0x10-2s-1, the deformation temperature is higher than 150 ℃, the extension rate of greater than 45%, and with the strain rate lower or raise the temperature of the peak flow stress also be reduced accordingly. When the temperature is 425 ℃, then the peak steady-state flow stress is almost equal to the flow stress at the time that the peak stress does not appear, and its value in between 18 ~ 20MPa, and the extension rate of 132%. 3. Cross-rolled sheet metal so that the peak flow stress decreased significantly increased plasticity. (And can reduce or eliminate the anisotropic material to improve the performance of its punch, so that elongation of the material significantly increased for deep-drawing deformation even provided a good internal organization.) At a temperature of 425 ℃, strain rate is less than 6.6x10-4s-1, the elongation δ> 225%, alloy shows superplasticity. 4. 250 ~ 425 ℃ temperature range, semi-continuous casting + annealing cold-rolled sheet before and after the stress - strain curve changes little elongation δ are greater than 65%. Cold-rolled sheet can be used directly in temperatures greater than 250 ℃ forming thermal processing. 5. At a high temperature to soften and as a result of the role of dynamic recrystallization results of horizontal continuous casting + anisotropic cold-rolled sheet has been significantly improved. At 250 ℃ when the sheet are an extension of the rate of 118 percent, the smallest anisotropy alloys. 6. At a temperature less than 220 ℃, the fracture morphology of the main axis for large and small dimples, such as composition, surface tear edge clarity, and depth of dimples smaller size; When the temperature is greater than 240 ℃ when the equiaxed the edge of dimples appear fine grains, the occurrence of a fracture. Magnesium alloy at high temperature phase of the basic fracture along fracture, with the strain rate increased, the fracture mode transformed to the ductile fracture trend. AZ31 magnesium alloy in the plastic deformation occurred during the dynamic recrystallization and grain growth.

(三) 建立广泛的校外实践基地 在优化校内实训资源的同时,重视校外实践基地的作用,因为校内实训资源不可能包罗万象,机械加工方法不可能全部具有,从种类到数量校内都不可能全部满足。所以应该不断加强校外实践基地的建设,推荐企业成为学校固定的实践基地。聘请企业的技术人员兼任我院教授,选派骨干教师到这些实践基地挂职锻炼,实习基地企业优先从学校招聘毕业生,在实践基地挂牌的同时,在媒体宣传,扩大企业知名度等方面尽量给企业带来一些好处,使基地建设向着联合办学、互利双赢的方向健康发展。 (四)制定完善的实践教学计划和全面的教学评价体系 有了双师型教师,有了实训实习场所,我们在实践教学的组织实施中还注意不断完善实践教学计划。贯彻“三同原则”,逐步形成了重视实践教学的氛围,使整个教学活动健康有序的进行。四、结束语 实验实训教学是培养学生实践意识、启迪学生创新思维、提高学生工程素质的重要环节,必须不断深化改革,才能适应高等教育发展的要求。以上只是对高职高专机电专业实验教学改革的初步设想,要能够得以实现从而不断地提高实验教学的质量,除必须对每一个教学环节不断加以完善之外,还需要学校各方面的高度重视与支持。只有坚持不懈地进行改革,才能充分发挥实验实训在工程教育中的重要作用。参考文献:[1] 史彭等大众型高等教育中的实验教学模式的研究[J].实验室研究与探索,2002,[2] 刘国买.构建机械专业实验教学系统[J].实验室研究与探索,2001[3] 丁晓昌.切实加强高校实验教学工作[J].实验室研究与探索,2002[4] 余祖光. 职业教育改革与探索论文集.高等教育出版社,2000[5] 蒋乃平. 职教课程探索的三个层级职业技术教育,2001

材料力学小论文圆形薄板小挠度不同约束下的挠度计算分析 12151196 背景在材料力学课程中,第七章主要内容是梁的弯曲变形,通过对梁进行有限元 分析,导出了梁在不同约束、不同受力情况下的小挠度公式。但是在实际的工程 应用中,还有另外一种比较常见的情况——薄板的受力,书中没有讨论。本文将 就一种特殊情况,即圆形薄板受均布载荷情况下的小挠度计算分析。 建模计算分析2.1 圆形薄板的受力模型及其基本假设 查阅相关资料,并结合书本知识,先讨论均布载荷为横向轴对称的情况,并 做出如下基本变形假设: 板弯曲时其中面保持中性,即板中面内各点无伸缩和剪切变形,只有沿中面法线 变形前位于中性面法线上的各点,变形后仍位于弹性曲面的同一法线上,且法线上各点间的距离不变; 平行于中性面的各层材料互不挤压,即板内垂直于板面的正应力较小,可忽略不计。 则据此,使用有限元法可以推得受轴对称横向载荷圆形薄板小挠度弯曲微分 方程为: 为距圆心距离为r处的横向剪力,对D 其中h为圆形薄板的厚度,μ 为材料的泊松比。 2.2 圆形薄板内力计算和挠度、转角方程 将圆形薄板加上集度为q 的均布载荷,如图所示: 则由静力学平衡方程有: 对上式中的变量r连续三次积分得: 由于r=0处的w应该为有限值,则应该有C2=0,最终得到: 其中C1、C3需由边界调节确定。 几种不同约束条件下的计算3.1 圆周处为固定支座 由于圆周处的约束为固定支座,不允许有挠度和转角,则有边界条件 64所以有圆周固定支座的转角、挠度方程为: 3.2圆周处为简单支座(不约束转角) 此时有约束条件: 3.3圆心处为固定或简单支座 若为固定支座,此时有约束条件: 周处为简单支座的情况下,圆周处不限制转角,这与圆心处有约束的情况相同,则用可以得到这两种圆心约束的情况下,挠度、转角方程的值与3.2 中互为相反 分析与总结4.1 受均布载荷的圆形薄板不同约束下的挠度 因为圆心的约束情况可以等效于圆周简单支座约束,所以本部分只讨论前两 种约束的挠度。 固定支座时,最大挠度在中心,为: 64简单支座时,最大挠度在中心,为: 644.2 结果分析 可见固定支座时的最大挠度要小于简单支座时的情况,所以若要减小变形,应采用固定支座的约束形式,工程中一般使用的都是介于固定和简 单之间的约束。 在板材的材料和载荷都确定的情况下,减小半径和增加板的厚度都能够减小挠度,从而减小变形。 4.3 总结 本文通过查阅相关文献得到受均布载荷圆形薄板挠度的相关计算公式,再应 用到两种简单的约束条件下,得到了挠度的计算公式。但是由于模型约束强度选 取不同,简单支座的挠度计算公式与资料中的结果有差别,但误差并不大,在一 定范围内可以得到好的结论。

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