材料力學(xué)在工程中及一些應(yīng)用

1、.材料力學(xué)在工程中的一些應(yīng)用一、材料屬性講到材料力學(xué)與工程，首先說說材料屬性。材料在工程中常用的屬性主要有： 1、密度 （與結(jié)構(gòu)自重和地震荷載有關(guān)） 2、彈性模量E （指的是材料在單位長度、單位截面面積下受到單位軸向力時(shí)的軸向變形量） 3、強(qiáng)度 （材料的承受能力） 4、泊松比 （指的是材料在受軸向力時(shí)，材料的橫向變形/材料的軸向變形） 5、剪切模量G （指的是材料在單位長度、單位截面面積下受到單位剪切力時(shí)的側(cè)向變形量）二、截面的主要屬性對于桿件來說，都有截面，不同的截面就會有不同的截面屬性，在工程中用到的截面屬性主要有：1、 慣性矩I （慣性矩彈性模量=截面的抗彎剛度）2、 抵抗矩W 截面所受

2、的彎拒（抵抗矩塑向發(fā)展系數(shù)）=截面所受的最大彎曲應(yīng)力3、 截面面積A4、 面積矩（截面靜矩）S5、 抗扭慣性矩Ik6、 抗扭抵抗矩Wk7、 回轉(zhuǎn)半徑i （長細(xì)比=長度/回轉(zhuǎn)半徑）截面屬性有很多軟件都可以直接計(jì)算出來，在這里就不作太多的介紹，下面講一下在CAD中怎么求得這些截面屬性。1、 在CAD中等比例繪制截面（如下圖）2、把繪制好的截面建成面域，點(diǎn)工具查詢查詢面域特性，可以看到如下圖的結(jié)果 但是此時(shí)的截面特性是相對于原點(diǎn)的值，與我們要的結(jié)果不同3、看到上面的屬性里有質(zhì)心坐標(biāo)，我們把CAD的坐標(biāo)移動到質(zhì)心上（如下圖） 4、重新點(diǎn)工具查詢查詢面域特性，可以看到如下圖的結(jié)果 現(xiàn)在的屬性就是截面相對

3、與截面形心的正確值了，但是上面只有截面面積、慣性矩、回轉(zhuǎn)半徑等屬性。 5、抵抗矩的求法 X軸向的抵抗矩 Wx=Ix/Y軸方向的邊界離質(zhì)心的距離 Y軸向的抵抗矩 Wy=Iy/X軸方向的邊界離質(zhì)心的距離（同一軸向上求出來的結(jié)果分為正負(fù)方向，計(jì)算時(shí)取小值）6、 面積矩的求法求X軸的面積矩，先把畫好的截面沿X軸切掉一半去（如下圖）接著建立面域，點(diǎn)工具查詢查詢面域特性，可以看到如下圖的結(jié)果X軸正方向上的面積矩S=剩下這一半的面積（1441.3752）質(zhì)心離X軸的距離（72.6567）（其它方向上的面積矩求法相同）7、抗扭慣性矩Ik與抗扭抵抗矩Wk在靜力計(jì)算手側(cè)上給出了一些比較規(guī)則的截面的計(jì)算公式，這里就

4、不作列舉了。三、材料的受力形式材料的受力主要分為：1、 軸向力 （軸拉力、軸壓力）2、 剪切力 3、 彎拒 4、 扭拒4、 力與材料和截面之間的關(guān)系1、 受軸向力時(shí)軸向應(yīng)力 （壓應(yīng)力、拉應(yīng)力）軸壓力、軸拉力截面面積軸向撓度材料的彈性模量2、 受彎矩時(shí)彎曲應(yīng)力M截面所受的彎矩塑向發(fā)展系數(shù)，一般取1.05W抵抗矩彎曲撓度 （具體算法請看結(jié)構(gòu)力學(xué)上冊中的圖乘法）單位荷載下的彎拒M所受荷載的彎拒注：在受到均布荷載時(shí)的幾種結(jié)構(gòu)中的最大玩拒與最大撓度： 1、簡支梁 2、固支梁 3、懸臂梁 3、 受剪切力時(shí)剪切應(yīng)力 （適用于矩形截面與類矩形截面，如幕墻的鋁立柱、鋁橫梁、鋼方通、工字鋼、槽鋼、H型鋼、角鋼、T型鋼）式中x、y方向上的剪力 x、y方向上的截面面積矩 x、y方向上的慣性矩 x、y