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如何应用工程力学原理提高汽车机械基础的承载能力

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:工程力学主要以杆系结构为研究对象。刚体和变形固体都是工程力学中必不可少的理想化的力学模型。综上所述,工程力学把结构和构件看作是连续、均匀、各向同性的理想变形固体,在弹性范围内和小变形情况下考虑其承载能力。

如何应用工程力学原理提高汽车机械基础的承载能力

一、概述

工程中承受载荷而起骨架作用的部分称为结构,结构由若干构件按一定方式组合而成,组成结构的各单独部分称为构件。

结构按其几何特征分为以下3种类型:

(1)杆系结构:由杆件组成,其几何特征是长度远远大于横截面的宽度和高度。

(2)薄壁结构:由薄板或薄壳组成,其几何特征是厚度远远小于另两个方向的尺寸。

(3)实体结构:由块体构成,其几何特征是3个方向的尺寸基本为同一数量级

工程力学主要以杆系结构为研究对象。

二、研究内容

工程力学是研究结构的几何组成规律,以及在载荷作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。其目的是保证结构能正常工作和充分发挥材料的性能,使设计的结构既安全可靠又经济合理。

强度是指材料抵抗破坏的能力,满足强度要求就是要求结构或构件在正常工作时不发生破坏。刚度是指材料抵抗变形的能力,满足刚度要求就是要求结构或构件在正常工作时产生的变形不超过允许范围。稳定性是指结构或构件保持原有平衡状态的能力。满足稳定性就是要求结构的构件在正常工作时不突然改变原有的平衡状态,以免因变形过大而破坏。

三、刚体、变形固体及其基本假设(www.xing528.com)

工程力学中将物体抽象化为两种计算模型:刚体和理想变形固体。

刚体是在外力作用下形状和尺寸都不改变的物体。实际上,任何物体受到力的作用后都会发生一定的变形,但在一些力学问题中,物体变形这一因素与所研究的问题无关或对其影响甚微,这时可将物体视为刚体,从而使问题得到简化。

理想变形固体是对实际变形固体的材料理想化,作以下假设:

(1)连续性假设。认为物体的材料结构是密实的,物体内材料是无空隙的连续分布。

(2)均匀性假设。认为材料的力学性质是均匀的,从物体上任取或大或小的一部分,材料的力学性质均相同。

(3)各向同性假设。认为材料的力学性质是各向同性的,材料沿不同方向具有相同的力学性质,而各方向力学性质不同的材料称为各向异性材料,在此,仅考虑各向同性材料。

按照上述假设理想化的一般变形固体称为理想变形固体。刚体和变形固体都是工程力学中必不可少的理想化的力学模型。

变形固体受载荷作用时将产生变形。当荷载撤去后,可完全消失的变形称为弹性变形;不能恢复的变形称为塑性变形或残余变形。在多数工程问题中,要求构件只发生弹性变形。在工程力学中,构件若在载荷的作用下产生的变形量与其原始尺寸相比很微小,称为小变形。小变形构件计算时,可采取变形前的原始尺寸,略去高阶无穷小量,可大大简化计算。

综上所述,工程力学把结构和构件看作是连续、均匀、各向同性的理想变形固体,在弹性范围内和小变形情况下考虑其承载能力。

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