_材料力学_教学中的一些生活和工程实例
第
期
李
颖
等材 《料力 学教 》 学中的 一 些生 活 和 工 程实例
《 材料 力学 》 学 中教的一 些 生活和 工 程例实李
颖
冯 立 富郭 书
,
祥空军 程工 大 工学 程学
院
西
安
要摘 列举了一 应 用 于些 材 料 《学 力》学 中 教 的生 和活 工 程
质量 再好 但铆钉 材料 不能 高剪抗 应 切力也 会造成同 样的 断
,
实
关例健 询材料力学
,
裂结
果工程
,
,调
查 发现
,,
船上 铆 的钉材 力料 学能 性验 数试据 在是
,
实
例
室温下
做的
而这些 钉铆 于由内在 质 量的 原因,
它在度零
,
以
的下 坏破应 力 要 远低于 室 温 下的破坏 应 力
因
此
铆钉
受承
,
在材
力料 学 学教中 教 师 平 应注时意 搜集 积和 累一 些 古 中今与外材 料力 有 学 的关趣 和话事例 所 学本 理基论 的 习学 兴
趣、
的
高 剪切应 力成造 船体裂缝如 果 海仅进水 入
,
且长达,
,船个 舱 而按 设计,
,
讲在基本 理 论完 后
,
,
个船
舱 船是不 会沉 没的 但
在,
个船
适舱 联时 这些系 生 贴 动切 生的活 和 工 实 例
,程
可
以 激发学 生 对 以下列举 一些 教
提高
学习 效 果 ,
进满都 后水 船 的体头尾 去 了平失 衡头 重 尾轻 船体 尾 翘 部引起船起 从中弯 曲当裂断最 后沉入 大 洋西底 切剪和
挤压
实
例七,
材中 没有到 提笔经 多者方 集与搜积 累生的 活和 程工实例
例 实实 例 实性例“
体检 时抽
血 化 验 虽 然 只有
劈 时
柴,
血
但 能够液,
代全 表血身 的液性 均 状匀性假 设
纹 顺劈 断
易,
在 都
,
厂
成
车间 技里术 员和 工 正面人
,临
一着个 问 题
如
何用 现 有的 起 吊重量 只有
,
的
吊车 吊起
横 纹劈不 易断 各 向异
,
据重 的物
经过 大 家 的认真思 考 和 努
力七的 物
改重进 装 置
了
图
结 果 就吊起了
提
高弯 曲强度 的 措施
在 中国 古代
,,
,
常 用火烧 水漓法 来 开 凿 石
岩 石皆诉
,裂
后《汉 书》记 载
东汉 武 都 太守 诩 遇虞 到 泉中大石 塞 流
,时
一, 叫卜
卜
闷巨
」
乃
使 烧人
,石
以
水灌之
,
这 种”方 法是 用 慢火
慢 热烧岩石之 后
浇
水骤时冷表 面的收缩 比 内 部的收 缩 来
,
得
快于 是 表 面的 缩收 到遇 内部的 碍阻从 而 受拉 应到力作用 由于 岩 抗石拉 强 度低所 以 在 表 面 被处 开 拉材料 的力 学
性能
实
例
年
国英海 外航空 司公 的两架 彗星 号 大
, , ,
“
”
型气式客机喷接 连失事 通 对 过飞机 残 的骸 打捞 分发现
析,
失 事的 原是 因由 气密舱 窗于口 处 铆 钉孔 边缘的 微 小 裂纹 发 展川 应 集力中 所致
而 这个铆 孔钉 的直径仅 为 例
值实年
,
改 进
图
前〔
进后
中改国 一 大 型 钢 从 西厂欧 某 国引进 价经
过钢
”
千多 万 人元 币 民 精 的锻 密压机 发 生曲断轴
裂,
实
例年
,
,
上海 吴 热 电 厂径 运输 人 为工 的
“
工
厂 的 工程技术人 员 和 校 的高 学力 作 者 通 力合工
作
找到 事了
程
运重量为 冷输凝器 要时使总 为
重的 型平 板大 车 过通汽 车和桥 面一 样宽 有
,
双
水冷内汽 轮 发 电 组 的机
原故 因 痕偿,
曲 的轴 弯曲处过 渡圆 角 寸 过小
尺,
造 局成部 应 力集
冷凝
重器座
允 许负 重仅为
,汽 车 自
重工
,人
中 加
上 该 材处 微 料 组观织 的 加 上工 陷缺表 上 面 的 小 刀细
的路公桥 大的型 平 车板,
交在载变荷 用下
应 作集力中
最终 致 导轴 曲断裂
,由
于我方 提供
们
用采了 中国 自行 设 计 的能载
重行,
这种
了, 可 辩无 驳的试验 数值和计 算 结果
最终 得获 外了 商额全赔
排
,
轮 个 子 这增样加了力 的
对桥 梁 进 行 必 了要 的 部局加
的 公 桥 提
路接触面 年
”
,月
使桥梁 的
受力 分 散车 身的跨 超 过 长 桥孔 的跨长 此外
例实“
日晚
,
英 从国的 南安 普 首敦
使
更 多的 桥 同墩 时受
固力
,
美航 国 纽 的约泰 坦 克 尼 号撞上 了 一座 巨 大 的 冰 而山沉 入海底
最近
为
,,
这 辆 大型平 车板顺 通利 过了载 仅重为
多
年
来,
科学们家 一 直 在 找寻这 次著名 海难 的 原因
,
弯 高强曲度 的 措
买例
施美 国
的 一个海 洋 法医 专家 组 小在获 得初步 的证据 后 认
“
”世界 著 名 建筑大 师 贝 幸铭 设计的 高
的
除 了 船速太 快 以 外 这 艘船 的 铆 钉质 太 量差可 能是导 致 ,
层
香 中 港国银行 大 于
厦
年初 动
工
,
,
年竣
,工 ,
,
居
这场 难 海主的 要 因 当时原冰 山不 是直接撞 在 泰 坦 尼克 号 上 而是的与船体相擦
,
敢 然 多 在 风 的台香港 建
造,
主
得 益要 于 竹子 的 启示 ”
据 贝
氏
冰 山的 尖 刀与船壳 钢 相板擦
,
,
钢
板壳体
己 自 讲此 项仿 竹 杰 作在 他 中心 酿 已酝久 煞 费苦心 最
后还是 受到 郑 板 桥
“
的“
”
受到 强
大剪切的与 挤 压 力 应在 壳受 到冰 山 船挤 时压 钢板 的间铆钉承 受 了 极 大的剪 切应 力 这样
。于
,
兰竹
图
启发 的
后
,,
才
一 定音 的锤,
即
船使钢体板
现 在的 计 设模型 看 上去 就 竹像 子 一样
下 粗上细
到一 定 高
收
到 第
稿
,
’
一
一
收到 修 改稿
力
学
实与
定
,
年 践第
卷,
度
变 细一 节 界 上世第 号二
高 建筑 物纽约 国的 际贸 中心易 大 也厦 一是种阶 梯 状等 度强状管 构结冈 等强 度 结 构
,
通 电路接报 普 图
以
引起 人 的替 惕 们 同压杆 稳
定
例实
,
年月
,
,日
美
国堪 萨 斯 的市凯 悦大
尸
店 正 饭举行 大 盛周 的 舞末会 突 然 二 楼 三 和 的两 楼用 钢条
混筋 凝 建土成的走 廊裂断坠 入 池
舞当场
砸 死
,
,人
重
多伤
“人
造成 这
次难灾 原的因 是 设总 计师在设 计 上为了追
,
” 求 开的 阔
,
没 美按有结 构学 专家 的 力设 计而是 将 二楼 的这
,
样大
梁 与一 必些要 的 立 全柱部取 消
三 掉楼楼板 的 当
中,
少支 柱缺 楼 板 跨度太 大
在三, 楼 以上的物 重体力作 用 下
,三楼 楼 板发 生 了很大 的 沉下变 形 楼 底部板 的 应 力超过拉了 钢 筋 凝混土 的 坏破拉应 力 楼 发板 生 断 倒 塌 将 正裂 楼 下 翩 在翩 起 舞人 的伤砸死 人 砸 为们 此 出付了 血 代价 弯曲的,
,
图
,过载预
苦装
,
原理 示
意图
实
,
例年 联在苏 建第聂 改 伯罗 得 罗 彼夫 克城斯,
电车
路线时 钢轨和 枕木 雌在都 碴道外面 钢轨 长接间 处合是 焊接 的
其
中
变, 形 和 弯刚曲
度
天白气 炎候
,
热
,
比 设铺时高出 ,
实
年例
月
日
,
正 在
施工 中 的加拿大 魁,
结
果 钢成轨 蛇 了 连形木都枕带动 了
的长波度 约为
在 一个 学附院 近半,
北市克圣 伦斯劳河 铁桥大突 然全 桥坍塌
桥上, 的
人
部全
挠
度达,
轨钢变 弯 的原 主因 要
遇难
事故 调查 分析 结 果 表 明它 桥是下 弦压 杆的 定稳 不 性 足造所成 的 压稳 杆定
是
于 此段焊接 钢 轨 由 当于相一 根 静不 定 长 细杆 温 的变化度引
钢起 轨部产 生 内 大 极的 温 应度力 造成钢 轨 失 稳 而发生
弯实
例
,
年
,月
日
,
京 北 中 社国 会科 院学
、
科
,
曲 川 杆压稳 定和 温 应度力
・
研 的工 地楼上钢管 脚手 架在 距地面那间
,
处
突然 弓 刹外,
座 高达这
,
长为,
” 人 亡死,
重总为
万
元,
的
老
亮参
材料 学 史力 话漫
考
北文京
献,
型
本脚手 架然坍轰 塌 月
造
成,
人受伤 脚手 架 所工 期 推 迟 一
,个
高等教育 出版社
建用筑材料 大部 分 报废
,经济损
失 薛 明德 力 与学工 程技 术 的进 步京北商等 教 育出版社
光宏丁
,场现 调 结 查果表 明 脚手 架 结构本 存身在 严重 陷 缺致 压杆 使稳结构 失坍 场稳 是 次灾难这性事 故的 直接 因原定
力 学与现 生活 代力 万学花筒 材料力学,
上
海
旦大 复 出学版
社
,
,
黄钟等 钦珊范
京
北
工 人出版 社
北京 材 料学力
高等教
育 版
出社
北
京京北
,
实例
装
在 矿山坑 道中 在某些 坑 木 上有装 过 载预 普
,
,俞
茂
桂老亮
等
汪感
雄商
教 等 育出社版商等
教 出育社
版,
坑 木当载受过大时该 装置 中的受 压元 件 首 先失稳
材丧力料思学考题 集
,
动 力振 器 减的 论 理解
敏李
李丰良
,
南中大学 土 建筑学木 力院 学 系 长沙
典摘 以 续弹连性体 的振动 论 理为 据依 导推了带 有集 中质
,
的,
通
常只 是 示演 实性验
,由 本于设 是 备 以支简 梁为础制基一
的简梁支的 理 论解 在基础此上 又 推 导了 以 简支梁 为模 的动力型 减振 的器理论 解 计 结算 表 果 如 明 果不考 简支虑
,梁
作
的按 照 教 书 上 科两自 度由簧弹
质振
动系统 推 的理导
,论 来解释 解实本 缺验 乏 度 本深文 以 这 一 备设 研为 对 象究
,
跨的中集 质
,
中
误其 差倍成 加 利增 推 导用的计 算 公式
,
把 简支梁 看连续 弹作体 性建 力学模 型立并 且考 虑支简梁 中由跨于安 装 心偏转 子 附 和加振 系统 减所 成形 的 集中
质
用一
所
结得论实与侧 果 吻结合得 很 好
妞 关 机 词振 械 动动力减 振器
,偏
心转
,
教子 学实验
这
一学模力 型 导推的理 论解要 比 原 用两 自来度弹由
黄且 能使 学 生加 深对 连续体 振 动 题问 的理 解
量质,
系
统得到 理 的论 解 更从本能 质 反 上 映 设 备 该力学特的 并
性动
减力器振 是 械机振动 教材 上介 绍 的典 型 试 验中南 大
学土木 筑建 学 院学 力实验 室有 一 台
可以 做动 力减 器振实验 这 一 设备
在型
简 梁 振 支台世纪
,
年 被代 全
动国力减 振 器的 学 力模型 及解
由机械其振动的 理 知
。
论,
很
多高校 采 用 的器 实
,验
至 今仍
不有 少校利 高用这 一设 做 动备力减
,振
简
梁 的支 动微 分运方程
一
为长 期 以
该 来设备 都 是借 于 机 助 械振 动教 书 科
中据两 自根度由弹黄质 量 系 统 导推的公 作式为 理 解论 来做实验
到第 收稿,
杂
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于收
到 修改
稿