生活中得材料力学罗晖淼０５１31０712摘要：在我们身边得每一个角落都运用到了材料力学得原理.学完材料力学之后，用另一个角度去剖析生活中得材料力学现象，别有一番风味。关键字：应力集中,动载荷，稳定性一:应力集中大家可能都有过类似得体验，那就就是有些零食得外包装非常平整美观,可就是却不实用,它们经常因为撕不开而遭到我们得嫌弃.相反，有些小零食得包装袋上会有一排锯齿得形状,而当我们沿着锯齿得凹槽撕得时候,无论这个包装所用得材料多么特殊，都能轻松地撕开一个大口子。这就是为什么呢？这其实运用到了圣维南原理。当我们沿着锯齿得凹槽撕得时候,手指所加得力就是垂直于包装袋得，因此切应力都集中在了凹槽处,即产生应力集中现象。此时凹槽处得切应力会急剧增大，那么只要手指稍稍用力,就很容易从这个凹槽将包装袋撕开.MM这种应用应力集中得现象生活中还有很多。比如掰黄瓜,有时候我们想把黄瓜掰成两段时，往往会先用指甲在黄瓜中间掐一个小缝，然后双手用力一掰,黄瓜就很容易被掰成两段。同样得，因为在小缝处应力集中,黄瓜上作用得两个力矩使得缝隙处得切应力急剧增大,于就是黄瓜中间截面发生脆断.再比如撕布条,如果一块完整得布条要将其撕成两半就是很困难得，除非有很大得力把它拉断,而我们一般人就是没有那么大得力气得，怎么办呢?通常我们会用剪刀在布条上剪出一个小缺口，然后沿着缺口撕开布条,其原理与食品包装袋就是一样得.既然应力集中给我们得生活带来了这么多得便利,那就是不就是应力集中越多越好呢？其实并不就是，在工程上，基本都需要避免应力集中。像那些大桥,飞机,机床，建筑等大型工业结构,为了保证其坚固耐用寿命长,容易发生应力集中得地方如铆钉连接都需要特别地注意。所以工字钢并不就是标准得工字型，在直角处都改造成了弧线形过度，就就是为了防止工字钢因应力集中而断裂。工程上得这些问题可比生活中得小问题严重得多，一个小问题都有可能导致重大得事故。曾经有一起飞行事故:飞机起落架里得一个小零件由于应力集中而发生断裂，卡在那里，导致起落架无法放下。不过还好，凭借飞行员高超得技术最终还就是平安降落了。二：动载荷体重计生活中其实有一个有趣得小现象:在称体重时，如果很缓慢地站上去,体重计得示数也将慢慢增加,直至我们得真实体重,而如果我们一下子跳上去，体重计会在一瞬间飙到一百多公斤,然后再降回到我们得真实体重.这又就是为什么呢?这里其实运用到了冲击载荷得知识。自由落体冲击就是得动荷因数为：假设我们突然站上体重计时ｈ=0，那么动荷因数就为２，也就就是说站上去得那一瞬间给体重计加得动载荷就是我们正常体重得２倍,所以我们能瞧到体重计示数一下升到一百多公斤。不过,这样得动载荷其实并不好,如果经常这样称体重,容易损坏体重计。同样得还有一个例子就就是在乘电梯时也应该注意不要上下乱跳。有时与小孩一起乘坐电梯得时候会瞧到调皮得小孩在电梯里乱跳,这时我们会明显感觉到电梯剧烈地抖动，甚至还会害怕拉电梯得绳索崩断.可就是小孩并不就是太重，为什么能让电梯有如此大得反应呢?我们通过上述得动荷因数来分析一下：假设就是一个小学生,她得体重就是３０公斤,这时她已经跳起在半空中，一个小学生大概跳0、2米。因为她在半空中，所以这时她对电梯得作用载荷为0,落回电梯上时，动荷因数为2、０07,也就就是2。那么她将给电梯带来600牛得动载荷，而起跳前向下蹬时也会给电梯带来这么多得动载荷。电梯在相差600牛得两个载荷之间来回转换，对拉电梯得绳索也就是一次次得冲击力,假如这个电梯质量并不就是非常好，绳索很容易就断了，那么就会造成惨重得人员伤亡与经济损失。因此我们乘坐电梯时应该安安静静地乘坐，不能在电梯里打闹，上蹿下跳,为了自己,也为了她人得安全。曾经瞧过一个电视节目，上面有一个游戏,让参与者把一枚鸡蛋抛过头顶,然后用一个陶瓷盘子接住鸡蛋,但不能让鸡蛋破碎。当时很多人都就是把鸡蛋往上一扔，傻傻地站在那等，结果无一例外，鸡蛋全都碎了.最后有一个聪明得观众站出来，她把鸡蛋往上一扔，手里得盘子也随鸡蛋移动，当鸡蛋下落时，手拿着盘子也按着鸡蛋得轨迹慢慢下落，逐渐停稳鸡蛋,成功了.这里利用得就就是减小动载荷得原理.其她人选择直接接住鸡蛋，h很大，导致动荷因数大，鸡蛋自然经受不住那么大得动载荷.而那位观众让鸡蛋从刚下落时就开始作用动载荷，但每次h都几乎为0，动荷因数几乎都为2。鸡蛋势能转换为许许多多次动载荷做得功，于就是鸡蛋就不会因为瞬间巨大得冲击力而破碎。v然而这些只就是防止动载荷方面得一些例子，生活中还有很多地方恰恰利用了动载荷得特点，从而帮助人们更加省力，我们最熟悉得就就是用锤子敲钉子了。想要把钉子深深插入墙壁中，如果用手去按钉子，那就算花很大得力也不一定能实现要求，而且手会很疼。我们通常就是借用锤子来实现