力學(xué)在機(jī)械工程專業(yè)中的應(yīng)用分析

聶虎

【摘要】：機(jī)械工程學(xué)是人類社會(huì)發(fā)展史上歷史最為悠久的學(xué)科之一，相對(duì)于其他的學(xué)科來(lái)說(shuō)，機(jī)械工程學(xué)更為實(shí)用，人們?cè)趯?shí)際的生活工作中，機(jī)械工程學(xué)能夠利用的范圍也非常廣泛，可以說(shuō)，機(jī)械工程學(xué)是對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步所作出巨大貢獻(xiàn)的學(xué)科之一。隨著經(jīng)濟(jì)科技的不斷發(fā)展，機(jī)械工程學(xué)在當(dāng)前社會(huì)已經(jīng)發(fā)展成為一門涉及機(jī)械、電氣、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科的綜合性學(xué)科，其中使用范圍最為廣泛，最有實(shí)用價(jià)值的為力學(xué)。因此，本文將簡(jiǎn)單論述力學(xué)在機(jī)械工程專業(yè)中的應(yīng)用，以供廣大讀者參考。

【關(guān)鍵詞】：力學(xué)；械工程

【引言】：力學(xué)是力與運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，它既是一門基礎(chǔ)科學(xué)， 又是一門應(yīng)用眾多且廣泛的科學(xué)。力學(xué)雖然屬于機(jī)械工程學(xué)，但是力學(xué)中所涉及的內(nèi)容之廣，是一門獨(dú)立的基礎(chǔ)學(xué)科，在很長(zhǎng)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和研究中，已經(jīng)被人們應(yīng)用到各行各業(yè)，其中在力學(xué)這門學(xué)科中，有一項(xiàng)工程力學(xué)所涉及的范圍實(shí)用性最大，工程力學(xué)具有現(xiàn)代多重工程建設(shè)以及理論相結(jié)合的特點(diǎn)，所涉及到的知識(shí)面和實(shí)踐范圍都非常廣，也更加具有靈活性，對(duì)現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展和進(jìn)步有著重大意義。因此，本文將立足于機(jī)械工程中的力學(xué)分支，簡(jiǎn)要論述力學(xué)的概念和發(fā)展歷程，并對(duì)力學(xué)在機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行探討與分析。

1、力學(xué)概念以及力學(xué)在機(jī)械工程專業(yè)中的發(fā)展過(guò)程

1.1力學(xué)的概念：力學(xué)是一門非常基礎(chǔ)的學(xué)科，很多的專業(yè)和學(xué)科中都有力學(xué)的存在，都需要通過(guò)學(xué)習(xí)和研究力學(xué)的基礎(chǔ)概念和技能進(jìn)行實(shí)際的操作，力學(xué)是有關(guān)力、運(yùn)動(dòng)和介質(zhì)（固體、液體、氣體和等離子體），宏、細(xì)、微觀力學(xué)性質(zhì)的學(xué)科，研究以機(jī)械運(yùn)動(dòng)為主，及其同物理、化學(xué)、生物運(yùn)動(dòng)耦合的現(xiàn)象。雖然力學(xué)在根本上是一門非常基礎(chǔ)的學(xué)科，在很多專業(yè)和技術(shù)上都有非常大的作用，很多學(xué)科也都用得上力學(xué)，但是力學(xué)所被應(yīng)用最廣泛的專業(yè)還是機(jī)械工程專業(yè)，根據(jù)機(jī)械工程的特點(diǎn)，力學(xué)發(fā)揮了其最大的作用。與此同時(shí)，力學(xué)也是一門技術(shù)學(xué)科，力學(xué)所涉及和所要研究的范圍非常廣，在力學(xué)所涉及的眾多力學(xué)學(xué)科領(lǐng)域中，工程力學(xué)相對(duì)來(lái)說(shuō)是最為實(shí)用的一種，實(shí)用性非常強(qiáng)，這類基礎(chǔ)性很強(qiáng)的實(shí)用學(xué)科，被廣泛的應(yīng)用于社會(huì)各行各業(yè)，是解決工程實(shí)際問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。下文也會(huì)對(duì)工程力學(xué)的重要作用作出簡(jiǎn)單論述。

1.2力學(xué)的發(fā)展。力學(xué)的發(fā)展歷史非常悠久，力學(xué)的起源最早是人們對(duì)自然現(xiàn)象的觀察，人們通過(guò)觀察和研究生產(chǎn)勞動(dòng)中的各種自然現(xiàn)象，最早在建筑以及農(nóng)耕方面使用，比如杠桿、汲水器等。最初在古希臘時(shí)期，力學(xué)附屬于自然哲學(xué)，后來(lái)成為物理學(xué)的一個(gè)大分支。開始人們只能根據(jù)力的特性進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)用，力與運(yùn)動(dòng)的結(jié)合實(shí)在歐洲的文藝復(fù)興以后，人們才正式開始了對(duì)力學(xué)的研究。十七世紀(jì)后期，牛頓三大定律的提出標(biāo)志著力學(xué)作為一門獨(dú)立的學(xué)科開始形成。此后，資本主義從誕生到發(fā)展，在18世紀(jì)末，以動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)為主要特征的經(jīng)典力學(xué)日益完善。19世紀(jì)，力學(xué)通過(guò)大機(jī)器的生產(chǎn)促進(jìn)其在工程技術(shù)和應(yīng)用方面的發(fā)展，推動(dòng)了結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性固體力學(xué)和流體力學(xué)等主要分支的建立。19世紀(jì)末，力學(xué)已是一門相當(dāng)發(fā)展并自成體系的獨(dú)立學(xué)科。

2、不同種類力學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用

因?yàn)榱υ跈C(jī)械工程中有著非常基礎(chǔ)的作用，是機(jī)械工程專業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。力學(xué)是力與運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，其中力學(xué)也有較多分支，不同作用和特性的力學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用范圍也各不相同，主要有以下幾種：

2.1機(jī)械工程專業(yè)中彈性力學(xué)的重要應(yīng)用。

眾所周知，彈性力學(xué)也就是彈性理論，主要通過(guò)研究彈性體在非內(nèi)力或者溫度變化等不穩(wěn)定的外界因素下所產(chǎn)生的壓力和物理移動(dòng)。學(xué)習(xí)機(jī)械工程專業(yè)的專業(yè)人員知道，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)當(dāng)中，較多的機(jī)械在運(yùn)行和運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，速度相對(duì)較快，且承載的壓力等都非常大，機(jī)械的彈性變化更是變化莫測(cè)，不可預(yù)知，如果不能從根本上掌握機(jī)械的運(yùn)行狀態(tài)，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)械的運(yùn)行出現(xiàn)失誤從而變形，因此在機(jī)械的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)之前都必須將機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計(jì)和分析。由此可見，彈性力學(xué)在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用廣泛。

2.2力學(xué)分支中斷裂力學(xué)在機(jī)械工程中的應(yīng)用。

斷裂力學(xué)，顧名思義，主要研究含裂紋構(gòu)件的強(qiáng)度與壽命，是結(jié)構(gòu)損傷容限設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，也是固體力學(xué)的一門新分支。斷裂力學(xué)雖然屬于力學(xué)分支，但是斷裂力學(xué)下面也有更精細(xì)的分支：線彈性斷裂力學(xué)與彈塑性斷裂力學(xué)兩大類，（1）線彈性斷裂力學(xué)適用于機(jī)械在裂紋尖端附近小范圍屈服的情況；（2）彈塑性斷裂力學(xué)適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。斷裂力學(xué)相對(duì)于其他的力學(xué)分支在機(jī)械工程中的應(yīng)用更為細(xì)致，能夠更好的應(yīng)用到機(jī)械工程中細(xì)小的零部件中，可以有效提高機(jī)械的性能與功效，更能防止工程設(shè)備發(fā)生災(zāi)難性的斷裂事故，以確保機(jī)械、設(shè)備的安全可靠與良好運(yùn)行。

2.3工程力學(xué)在機(jī)械工程專業(yè)中修理系列的實(shí)際應(yīng)用。

這類力學(xué)可以說(shuō)是最為實(shí)用并且在我們的日常生活和工作中應(yīng)用范圍最廣泛的一項(xiàng)，它能夠很好的處理機(jī)械工程行業(yè)中所出現(xiàn)的大量實(shí)際故障及相關(guān)機(jī)械部件的破損問(wèn)題。我們的生活中離不開各種各樣的機(jī)械，機(jī)械的使用極大的方便了我們的工作和生活，在機(jī)械出現(xiàn)故障時(shí)，只要是物理方面的故障，大都需要根據(jù)力學(xué)方面的知識(shí)作出判斷和分析，才能更好的明確機(jī)械產(chǎn)生故障的緣由。

總結(jié)

綜上所述，能夠清楚的發(fā)現(xiàn)，力學(xué)盡管是力與運(yùn)動(dòng)的科學(xué)，但是它的研究對(duì)象除物質(zhì)的宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)之外，更包括微觀方面機(jī)械專業(yè)工程中的電氣、控制技術(shù)等。力學(xué)既是一門機(jī)械工程專業(yè)中的基礎(chǔ)科學(xué)，更是一門在實(shí)際的經(jīng)濟(jì)科技中應(yīng)用眾多且廣泛的科學(xué)。此外，力學(xué)與天文學(xué)和微積分學(xué)幾乎同時(shí)誕生，不僅在機(jī)械專業(yè)有著舉足輕重的作用，在經(jīng)典物理的發(fā)展中也起著非常關(guān)鍵的作用，極大的推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)科技的發(fā)展和進(jìn)步。

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