作业帮简述材料力学的工程应用
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/07 00:42:59
简述材料力学的工程应用
简述材料力学的工程应用
简述材料力学的工程应用
材料力学在工程中的一些应用
一、材料属性
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ρ
（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
截面的主要属性截面的主要属性
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Ik
6、抗扭抵抗矩Wk 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
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
4、重新点工具——查询——查询面域特性,可以看到如下图的结果
5、抵抗矩的求法
X轴向的抵抗矩 Wx=Ix/Y轴方向的边界离质心的距离
Y轴向的抵抗矩 Wy=Iy/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）
接着建立面域,点工具——查询——查询面域特性,可以看到如下图的结果
X轴正方向上的面积矩S=剩下这一半的面积（1441.3752）×质心离X轴的距离（72.6567）
（其它方向上的面积矩求法相同）
7、抗扭惯性矩Ik与抗扭抵抗矩Wk在静力计算手侧上给出了一些比较规则的截面的计算
公式,这里就不作列举了.
三、材料的受力形式
材料的受力形式材料的受力形式
材料的受力形式 材料的受力主要分为：
1、轴向力 （轴拉力、轴压力）
2、剪切力
3、弯拒
4、扭拒
四、力与材料和截面之间的关系
力与材料和截面之间的关系力与材料和截面之间的关系
力与材料和截面之间的关系 1、受轴向力时
轴向应力A
N
=
σ （压应力、拉应力） N——轴压力、轴拉力 A——截面面积
轴向挠度EA
N
s= E——材料的弹性模量
2、受弯矩时
弯曲应力W
M
λ
σ=
M——截面所受的弯矩 λ——塑向发展系数,一般取
1.05
W——抵抗矩
弯曲挠度∫=xMd
EI
sM____1 （具体算法请看结构力学上册中的图乘法） M_____——单位荷载下的弯拒
M——所受荷载的弯拒
注：在受到均布荷载q时的几种结构中的最大玩拒与最大挠度：
1、简支梁 82ql
M= EI
ql
s
384
54=
2、固支梁 122ql
M= EI
ql
s
3844=
3、悬臂梁 22ql
M= EI
ql
S
84=
3、受剪切力时
剪切应力 x
x
xy
yt
I
SV
=τ
y
y
yx
xt
I
SV
=
τ
（适用于矩形截面与类矩形截面,如幕墙的铝立柱、铝横梁、钢方通、工字钢、槽钢、
H型钢、角钢、T型钢）
式中yxVV,——x、y方向上的剪力
y
xSS,——x、y方向上的截面面积矩
y
xII,——x、y方向上的惯性矩
y
xtt,——x、y方向上的腹板截面总宽度
4、受扭矩时
最大扭转剪切应力k
kW
M
=τ kM——截面所受扭拒
kW——截面的扭转抵抗拒
扭转角度∫=l
x
k
kd
GI
M0?kI——抗扭惯性矩
G——剪切模量 l——扭转点离固定点的距离