材料力學(xué)建模衣架

材料力學(xué)建模第一組：ALLSTAR!!!⑤④2013.05.20以某同學(xué)的衣架為研究對(duì)象。

測(cè)量得衣架的長(zhǎng)度L=25cm，衣架橫截面的直徑d=3mm，衣架的材料為304不銹鋼，其彈性模量E=200Gpa。我們的實(shí)驗(yàn)過(guò)程及原理：我們找出四個(gè)一升的飲料瓶子，里面裝滿自來(lái)水，充當(dāng)載荷。本實(shí)驗(yàn)分三次完成：①首先測(cè)量衣架的長(zhǎng)度以及橫截面的直徑；②用兩瓶水，分別在衣架的兩端加上一瓶水，然后觀察衣架的的彎曲程度，并進(jìn)行測(cè)量其撓度；③用四瓶水，分別在兩端加上兩瓶水，然后觀察衣架的彎曲程度，并進(jìn)行測(cè)量其撓度。以下是我們做的一些簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)以下是我們進(jìn)行的簡(jiǎn)單測(cè)量衣架長(zhǎng)度的測(cè)量加上載荷后衣架的撓度測(cè)量下面我們用四個(gè)容量為一升的飲料瓶子裝滿自來(lái)水對(duì)衣架施加載荷進(jìn)行試驗(yàn)及其分析。

※受力分析：水的密度ρ=1kg/L我們選用的瓶子為1L容量那么G=ρVg=9.8N。受力分析如圖所示：

①在0≤x≤L/2FS=-9.8NM=FS·x=-9.8x

②

L/2<X≤LFS=9.8NM=FS·﹙L-x﹚=-9.8﹙L-x）

剪力圖及彎矩圖如下：剪力圖：彎矩圖：我是剪力圖哦。。。呃。。我是彎矩圖∑Fy=0：F=2G=19.6N

Mmax=-1.225N/m

查表?yè)隙圈?=0.008m即跨度中點(diǎn)撓度為8mm以下是我們對(duì)此進(jìn)行的計(jì)算：經(jīng)分析中點(diǎn)所在界面為危險(xiǎn)界面。下面分析中心撓度：同理當(dāng)F=4G=39.2時(shí)撓度為16mm兩個(gè)不同載荷撓度的實(shí)際測(cè)量：載荷為2G時(shí)的變化載荷為4G時(shí)的變化實(shí)驗(yàn)測(cè)量如上圖照片，

理論值基本同實(shí)際。以下是正應(yīng)力的計(jì)算：F=2G時(shí)，在危險(xiǎn)截面邊緣經(jīng)計(jì)算：接近或已達(dá)到不銹鋼的屈服極限同理：F=4G時(shí)正如上圖所示，衣架發(fā)生了明顯的塑性變形!!!

本組的創(chuàng)新點(diǎn)：在沒(méi)有試驗(yàn)器材的情況下充分發(fā)揮我組的各個(gè)成員的想象力完成了任務(wù)；②該例子非常接近生活，是我們大家每天都要碰到的力學(xué)實(shí)例。對(duì)本組在建模過(guò)程中表現(xiàn)的自我評(píng)價(jià)

分

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85

小組成員在報(bào)告形成過(guò)程中的貢獻(xiàn)：名稱組長(zhǎng)小組成員姓名王志昌尹曉東薛雷超邢明魏春娥貢獻(xiàn)PPT的制作，試驗(yàn)用品的提供，搜集相關(guān)信息，配合其他成員拍攝照片以及力學(xué)模型的提出。計(jì)算試驗(yàn)結(jié)果，力學(xué)模型的提出，配合其他成員拍攝照片，PPT的完善工作。拍攝照片，力學(xué)模型的提出，在網(wǎng)上搜集一些相關(guān)