材料力學(xué)小論文3000字

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h材料力學(xué)論文

跳水板的性能分析

大連理工高校

姓名：

班級：運船

學(xué)號：

跳水板的性能分析

姓名：班級：學(xué)號：

]關(guān)鍵字：跳板；彎矩；剪力；撓曲線；轉(zhuǎn)角；最大沖力；拉力傳感器，靜態(tài)應(yīng)變儀

成果簡介：最常見的在跳水競賽中使用的跳水板是個典型的跳板使用例

子，其結(jié)構(gòu)和性能的好壞與運動員的競賽平安和水平能否正常發(fā)揮息息相關(guān)，所以討論跳板的結(jié)構(gòu)和性能有了必要性和時代性。就目前我們把握的材料力學(xué)的學(xué)問和有關(guān)的資料，我對跳板的結(jié)構(gòu)和性能進行思索和探究；通過思索和探究，知道了在肯定條件下（肯定溫度肯定濕度等條件），怎么通過現(xiàn)有的學(xué)問推斷：跳板需要什么樣的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)是否合理，具有什么性質(zhì)的材料才能保證跳板工作的平安行性能的可行性。

正文：目前在跳水競賽中使用的三米

跳板結(jié)構(gòu)如圖：全長4898mm,板寬

500mm,前支點到后支點的的距離為

1883m，有合金或玻璃鋼制成，表面覆

蓋有防滑材料，其彈性極好。跳板是

末端被固定的杠桿，杠桿原理中有距

離支點越遠(yuǎn)，力臂越長，彈力越大。

在跳板中，運動員會想盡方法讓自己最大限度地使用跳板的彈力。

運動員在踩在跳板上，從下蹲到雙腳離開跳板上升過程中，從能量轉(zhuǎn)化角度來說是，運動員最終獲得的動能并上升，首先是由運動員下削減的蹲重力勢能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為跳板的彈性勢能，其次是起跳過程人的化學(xué)能和跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)動員上升時的機械能。在日常生活中，我們會發(fā)覺運動員只經(jīng)過一次上述的過程是不能夠上升到足夠高的高度來來完成所需完成的競賽動作的，所以一般上述的下蹲起跳動作會不止一次發(fā)生，也就是說，跳板還要多次承受向下的沖力的作用（變形也是多次發(fā)生，但有一次變形是最大的），這最大沖力和跳板能承受的最大沖力以及如何保證運動員不從板上掉下是我們討論的主要問題。假設(shè)運動員的重力為G（跳水板的重量不大，為了便利分析就忽視了），跳板的長度為L，寬度為b，許用應(yīng)力為［］，跳水板截面的面積A，截面型心縱坐標(biāo)Y，型心主慣性矩I,現(xiàn)在對跳板的受力如圖：其扭矩圖為：

彎矩圖為：

剪力圖為：

各點由于平面彎曲引起的應(yīng)力變與彎矩的關(guān)系為：

如圖，拉力傳感器連在跳板端點處，這樣施加不同的拉力值時，不同截面的應(yīng)變值就可以通過靜態(tài)應(yīng)變儀測得。由跳板的內(nèi)力圖及跳板的截面變

(y為所求點

化狀況可知危急截面的位置應(yīng)當(dāng)在中間支撐點四周的截面。從而可以用靜態(tài)應(yīng)變儀在中間支撐點位置找危急截面，也就是正應(yīng)力最大的點所在的截面。確定正應(yīng)力最大值所在截面后就可以依據(jù)截面的幾何性質(zhì)找到其危急點，最終通過分析可以再到該危急點的正應(yīng)力大小與拉力的關(guān)系，換個角度，也就是可以在知道拉力的大小時確定跳板的最大正應(yīng)力的值

。其

扭矩T=F﹒b;通過對該危急界面的幾何性質(zhì)和切應(yīng)力在截面上分布特點的分析可以確定該截面上存在切應(yīng)力最大與正應(yīng)力最大重合的點，切應(yīng)力最大值

。由于組合變形中彎曲切應(yīng)力數(shù)值比較小，所以可以不考慮剪

，

=通過

校核其強度是否滿意要求

力的影響。

（該模型相當(dāng)于一個彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形）。

在實際使用中要保證板的結(jié)構(gòu)平安，就要保證沖力最大時，也就是速度削減