物理学学生关于力学的论文
论物理力学的产生和发展。
摘要:物理力学主要是研究宏观力学的微观理论学科。学习物理力学的主要目的是通过了解微观粒子性质的相互作用,找出介质力学性质的计算方法,进而在微观分析的基础上解决力学问题。本文主要论述物理力学的产生和发展,为解决物理力学相关问题提供理论依据。
关键词:物理力学;产生;发展
第一,分析物理力学发展中需要解决的问题
在物理力学的发展中,我们需要解决两个问题,一个是关于物理性质的问题,一个是关于运动规律的问题。物理力学主要通过对物理性质及其运动规律的微观分析,成为解决问题和建立微观分析的基础。物性参数主要是运动方程中的系数,如弹性系数、导热系数、粘滞系数、声速、比热等。为了求解运动方程,我们需要知道它们的相关值。
在传统力学中,物理参数的数值是需要检验的。在我们学习的物理力学中,参数的数值是通过微观分析和宏观数据分析相结合来计算的。我们研究物理力学不仅是为了找出材料性质的微观规律,也是为了找到预测新材料性质的方法。
鉴于物理力学发展中的相关问题,我们先来了解一下冲击波结构的例子。物质的状态在冲击波前后会发生很大的变化。在波前的一定厚度内,物质远非平衡态。此时,物质宏观状态的参数不再适用。所以需要从分子应用的角度来描述。比如从玻尔兹曼方程的角度,然后直接求解。
在60年代,一对影响没有内部自由度的激波结构的问题得到了进一步发展。它的发展主要是由于计算机技术的发展,可以做出玻尔兹曼方程,然后得到模型数学方程,找到精确解。此外,它还可以测量激波管和稀薄气体风洞在更高区域的分辨率。虽然对这些问题的处理是初步的,但从物理力学的微观运动规律来看,确实是很大的进步。
另一个类似的例子是对爆轰波反应区结构的研究。这方面的研究比激波结构更复杂,解决问题的难点在于理论的复杂和实验经验的缺乏。分子气体的功率激光器中的非平衡流动问题,主要是由于膨胀气流中分子内部自由的性质引起的自不平衡现象。在这种急速膨胀的气流中,分子振动的自由度在两个方面是不平衡的,不能用一个统一的温度来描述。所以,这也是一个远离平衡的问题。
第二,新技术不断推动物理力学的发展
物理力学的产生和发展不仅是力学发展的重要趋势,也是推动现代工程技术发展的重要手段。自20世纪40年代以来,由于前沿技术和基础科学的不断发展和进步,力学面临着超高温、超高压等特殊条件下的大量问题。我国著名力学家钱学森在50年代初就提出要建立物理力学学科。他的见解把握了机械发展的大趋势,预测了未来快速发展的结果。
人类社会科学技术的不断发展为物理力学的研究提供了更多的条件。纵观近50年来物理力学的发展,值得一提的是液体理论有了很大的进步。从65438到0972,MacDonald等人计算了各种液体的等压线结果和测量数据,促进了液体理论的研究。从65438年到0997年,威尔逊提出了解决临界现象的重整化群理论,并取得了很大进展。近20年来,耗散结构理论作为非平衡系统的研究也取得了突破性进展。20世纪50年代以后,原子分子物理学重新受到重视,特别是计算机的不断应用极大地促进了这门学科的发展。其他技术,如分子束、光散射和中子衍射,已成为研究固体和液体微观结构的有效手段。另外,高压技术可以产生1000万个大气压以上的高压条件,可以用高倍电子显微镜观察原子尺度的现象。新技术和新发明为进一步研究物理力学提供了有利条件。
本文论述了物理力学的产生和发展。通过本文的研究,我们知道,我们在学习物理力学的时候,要明确物理力学研究的目的,也要充分采用新的技术和发明,并不断地应用到研究中去。只要我们不断探索和实践,就一定能进一步推动物理力学的发展。
参考资料:
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陈卫平。现代力学的发展趋势和研究课题[J].台州师范学院学报,2007,(06)。
物理力学第二篇力学在机械中的应用分析
文摘:力学是一门关于力和运动的科学,它不仅是一门基础科学,而且是一门应用广泛的科学。以力学为基础,简要论述了力学的内涵和发展过程,并对力学在机械中的应用进行了深入的探讨和分析。
[关键词]力学弹性力学断裂力学工程机械
力学是力和运动的科学,其研究对象主要是物质的宏观力学运动。它既是一门基础科学,也是一门应用多、范围广的科学。力学、天文学和微积分几乎同时诞生,对经典物理学的发展起到了关键作用,促进了地球科学的发展和进步,如大气物理和海洋科学。同时,力学在机械中也起着越来越重要的作用,并被广泛应用。
一.力学
力学是一门独立的基础学科,主要研究能量和力及其与固体、液体、气体的平衡、变形或运动的关系。大致可以分为三个部分:静力学、运动学和动力学。
力学的发展有着悠久的历史。在古希腊,力学依附于自然哲学,后来成为物理学的一大分支。1687年,牛顿三大定律标志着力学作为一门独立学科形成的开始。此后,随着资本主义生产的发展,到18年底,以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪,大机器的生产促进了力学在工程技术和应用方面的发展,促进了结构力学、弹性固体力学、流体力学等主要分支学科的建立。19年底,力学已经成为一门相当发达、自成体系的独立学科。
二、力学在机械中的应用
力学在机械中应用广泛,其典型应用主要有以下几种:
1.弹性力学在机械设计中的应用
弹性力学又称弹性理论,是固体力学的一个重要分支,主要研究弹性体在外力或温度变化等外界因素作用下的应力、应变和位移,以解决结构或机械设计中提出的强度和刚度问题。在机械运动过程中,许多机器运行速度高,负载重,机械的弹性变形对系统的影响不容忽视,因此必须按照弹性系统来分析和设计机械系统。因此,弹性在机械设计中被广泛应用。一般来说,弹性广泛应用于凸轮机构设计、齿轮机构设计和轴设计中。
在齿轮机构的设计中运用了弹性力学的知识。渐开线作为一种齿廓曲线有很多优点,但是用弹性力学知识分析它会得出一些固有的缺陷,即当两个齿轮啮合传动时,可以根据弹性力学中的赫兹公式得到。在其他条件相同的情况下,为了减小两齿轮在接触点的最大接触力,需要增大接触点齿廓的综合曲率半径。对于渐开线齿轮传动来说,为了增大接触点处两轮齿廓的综合曲率半径,需要增大齿轮机构的尺寸,而接触点处两轮齿廓的综合曲率半径增大的范围是有限的,难以进一步达到减小齿轮机构尺寸,大幅度提高承载能力的目的。同时,弹性在轴设计中有许多应用。为了避免* * *振动,计算高速轴的振动就显得尤为重要,比如汽轮机主轴、发动机曲轴等,这时候就必须用到弹性力学的知识。
2.断裂力学在机械工程中的应用。
断裂力学是固体力学的一个新分支,主要研究含裂纹构件的强度和寿命,是结构损伤容限设计的理论基础。断裂力学可分为线弹性断裂力学和弹塑性断裂力学两大类。前者适用于裂纹尖端附近的小范围屈服。后者适用于裂纹尖端附近的大范围屈服。断裂力学发展迅速,在机械工程中应用广泛,占据重要地位。断裂力学在机械工程中的有效应用,不仅可以提高机械的性能和效率,还可以防止工程设备的灾难性断裂事故,确保机械设备安全、可靠、良好的运行。
首先,我国在利用断裂力学方法制定结构缺陷评定标准和安全设计规范方面取得了良好的成绩,如压力容器、小型但大型的液化石油气钢瓶、汽轮发电机组等。
其次,概率断裂力学广泛应用于可靠性设计。概率断裂力学在可靠性设计中的广泛应用促进了可靠性设计的快速发展。参数分布和安全裕度用于反映常规设计不能准确反映的客观现实和常规设计安全评估中安全系数不能准确反映的真实安全。由于在安全裕度中考虑了应力强度二次矩,反映了结构可靠性的本质,同时考虑了变异特性和平均值,与失效分布直接相关,使得安全设计更加可靠。国外已完全应用于飞机结构,如概率损伤容限分析、飞机结构可靠性和事故分析、飞机结构耐久性分析等。国内在这方面的典型研究是海洋石油平台导管架焊接管接头的疲劳强度分析。
此外,断裂力学方法可以用来分析机械产品的失效。失效分析是指事故或失效后的侧面检查和分析。目的是找出故障部位、故障原因和机理,从而把握产品改进方向和修理方法,防止类似问题再次发生,促进技术的不断进步。因此,故障分析技术引起了各行各业的关注。断裂力学在机械产品的失效分析中起着重要的作用。机械产品的主要失效模式有:断裂、蠕变、疲劳、腐蚀、磨损和热损伤等。这些都可以用断裂力学方法和断裂分析技术来解决,断裂力学方法是失效分析的有力工具。
最后,断裂力学的应用可以指导工艺的改进和材料的合理选择,如模具和焊接工艺,可以减少工人的劳动。
3.工程力学在机械修理中的应用
工程力学涉及力学的许多分支和广泛的工程技术领域。它是一门理论性很强、与工程技术联系紧密的技术基础学科。工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中,是解决实际工程问题的重要基础。处理机械工程中大量的损伤问题,大多是根据力学知识进行判断和分析。比如汽车维修中汽车零部件的损坏分析和修复也是如此。其中,判断汽车轴套断裂原因、确定修理方案的全过程,都体现了工程力学知识在汽车修理中的应用。
第三,结论
当今社会,科学技术发展迅速。力学作为一门基础学科,必将得到进一步的发展和进步,在机械中得到广泛而深入的应用。
参考
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[2]李·。工程力学在汽车维修中的应用及对策[J].科技导报,2012,(32)。
侯严斌。弹性力学在机械设计中的应用[J].辽宁师范学院学报,2005,(1)。
吴清科,刘,张。断裂力学在机械工程中的应用[J].机械强度,1988,(6)。