弹塑性力学小论文

弹

塑

性

力

学

论

文

学院：土木建筑学院

学号： 20129231 姓名：殷鹏

指导老师：原方

浅谈弹塑性本构关系的增量理论

摘要：本构关系是描写物质特性的，塑性状态下是塑性应变增量和应力增量之间的关系；本文从理论基础的角度讨论弹塑性增量本构模型的基本理论：首先给出弹塑性本构模型研究的基本假设；然后谈论弹塑性本构模型的三个基本组成部分（屈服面、硬化规律和塑性流动法则）。

关键词：增量本构塑性屈服面硬化规律塑性流动法则

1.弹塑性本构模型的基本理论

弹塑性本构模型是根据弹性理论、塑性理论等发展建立起来的。在塑性变形过程中总应变为两部分一部分是弹性应变和一部分是塑性应变。其中弹性应变可由广义Hooke定律计算。塑性状态下的本构关系目前存在着两种理论：一种理论认为塑性状态下的应力-应变仍是应力分量和应变分量之间的关系，这种理论称为全量理论或形变理论；另一种理论认为塑性状态下的应力-应变关系应该是增量之间的关系，称为增量理论或流动理论。由于材料的塑性变形具有不可恢复性，在本质上是一个与加载历史有关的过程，所以一般情况下其应力-应变关系用增量形式描述更为合理。因此塑性应变一般用塑性增量理论计算。应用塑性增量理论计算塑性应变一般需要弹塑性材料的屈服面与后继屈服面、流动法则和硬化规律三个基本组成部分，对服从非关联流动规则的材料，还需要弹塑性材料的塑性势面。下面将讨论弹塑性增量理论的三个组成部分。

1.1屈服面和后继屈服面及几个常用的屈服条件

一般地，材料在外载荷作用下的响应与荷载的大小有直接的关系。当外载足够小时，材料表现为线弹性，当外载继续增加，应力大小超过弹性极限，应力应变关系则不再是理想弹性状态，而材料的某一点或某些点应力状态开始进入塑性状态。判断材料开始进入塑性状态的条件或准则称为屈服条件或屈服准则。根据不同的可能应力路径所进行的试验，可以得出从弹性状态进入塑性状态的各个屈服应力，在应力空间中将这些屈服应力点连接起来就形成了一个区分弹性和塑性的分界面，即称为屈服面。在继续加载条件下材料从一种塑性状态到达另一种塑性状态，将形成系列的后继屈服面。材料在简单加载作用下，屈服条件定义为材料的弹性极限，可以由简单试验直接确定；而多数工程中的材料处于复杂载荷作用下，屈服面与后继屈服面的形状一般不能通过试验求得，不同的本构模型有各自不同形状的屈服面，且屈服准则或屈服函数的具体形式取决于材料的力学特性。因此关于材料在复杂应力状态下的屈服面与后继屈服面(或屈服准则)的确定具有理论和实践意义，一方面它表征了材料从弹性状态过渡到塑性状态的开始，确定开始塑性变形时应力的大小和状态，另一方面，它确定了材料复杂应力状态下的后继屈服极限范围，它是塑性理论分析的重要基础，并应用于各种实际工程结构的设计与施工。

1.2弹塑性材料的硬化规律

有些材料开始屈服后就产生塑性流动，变形无限制的发展，以致破坏。这是一种理想弹塑性状态，不存在硬化，在加载状态时，理想弹塑性材料屈服面的形状、大小和位置都是固定的。硬化材料在加载过程中随着应力状态和加载路径的

变化，后继屈服面(也称为加载曲面)的形状、大小和中心的位置都可能变化。用来规定材料进入塑性变形后的后继屈服面在应力空间中变化的规律称为硬化规律。

当内变量改变时，屈服面也将随之发生变化，不同的内变量对应着不同的后继屈服面。严格地讲，后继屈服面应通过具体试验测量得到，但目前的试验资料还不足以完整地确定后继屈服面的变化规律，这就需要对后继屈服面的运动和变化规律作一些假设。通常的做法是，先根据试验数据决定初始屈服面，后继屈服面则按照材料的某种力学性质假定的简单规律由初始屈服面变化得到，这种变化带有人为假定的因素。多年来，人们对许多材料进行了试验研究。

图1 硬化规律示意图

弹塑性材料在初始屈服后的响应不相同，这时就得选用不同的硬化规律，一般采用三种硬化规律，即等向硬化(又称为等向强化)、随动硬化(又称为随动强化)和混合硬化(又称为混合强化)规律，如图1所示。

应用各种硬化规律，关键是选好适当的硬化参数，硬化参数应能表征材料的硬化程度，充分反映材料硬化的历史。一般地．选用塑性总应变、塑性剪切应变、塑性功或等效塑性总应变等作为硬化参数。

1.3塑性流动法则的理论讨论

1.3.1 Drucker 公设

Drucker 在1951年提出了关于稳定材料在弹塑性加卸载的应力循环过程中塑性功非负的Drucker 公设。

考虑一个应力循环：初始应力

0ij σ在加载面内，然后加载到ij σ，ij σ正好在加载面内，在继续加载到

ij ij d σσ+这阶段产生塑性变形，设塑性应变为p ij d ε最后将应力退回到0ij σ，形成一个应力循环，如果在应力循环过程中，附加应力

0()

ij ij σσ-所做的功不小于零，则材料是稳定的。

图2 应力循环示意图

在应力循环中，外载荷所做的功为：

00ij ij ij d σσε≥? 该式对稳定材料和非稳定材料都适用。

为考虑材料的稳定性，讨论附加应力所做的功：

00()0ij ij ij ij d σσσε-≥? 由于弹性变形是可逆的，在整个应力循环中：

00()0ij e ij ij ij d σ

σσε-=? 因此得： 00()0ij p

ij ij ij d σσσε-≥? 考虑到在应力循环中，仅在ij ij ij d σσσ→+段产生塑性变形，故式（23）变为：

01()02

p i j i j i j i j d d σσσε+-≥

当0ij ij σσ≠时，忽略高次项p ij ij d d σε，则有：

0()0p i j i j i j

d σσε-≥

当0ij ij σσ=时，则有： 0

p i j i j d d σε≥ 由上述分析可知：对于稳定材料，只要屈服面处处是外凸的，那么Drucker

公设一定适用于该材料。在实际应用中Drucker 公设对于稳定材料是适用的，对于非稳定材料就要考虑依留辛公设或非关联的流动法则。

本文讨论了弹塑性力学中增量本构模型的基本理论，对三个基本组成部分(屈服面、硬化规律和塑性流动法则)作了较为详细的论述，塑性本构关系不仅是塑性力学的重要组成部分，也是塑性理论研究中的重要课题。通过对弹塑性材料本构模型及其理论的研究，这将有利于采用有限元法对工程塑性问题进行数值分析，为解决复杂应力条件、加载历史和边界条件下的塑性力学问题提供理论基础。

参考文献

[1]王仁，熊祝华，黄文彬．塑性力学基础．北京：科学出版社，1982

[2]徐秉业，刘信声.应用弹塑性力学.北京：清华大学出版社，1995

[3]王仁，黄文彬，黄筑平．塑性力学引论．北京：北京大学出版社，1992

[4]夏志皋．塑性力学．上海：同济大学出版社，1991

工程力学论文

Hefei University 论文题目：工程力学论文 年级专业： 13级化工卓越工程师之班姓名：王俊 学号：1303022043 老师姓名：胡淼

摘要：工程力学是力学的一个分支，它主要涉及机械、土建、材料、能源、交通、航空、船舶、水利、化工等各种工程与力学结合的领域，分为六大研究方向：非线性力学与工程、工程稳定性分析及控制技术、应力与变形测量理论和破坏检测技术、数值分析方法与工程应用、工程材料物理力学性质、工程动力学与工程爆破。学制一般为四年，毕业后授予工学学士。就业面相当广泛，可以继续读博、从事科学研究、教师、公务员，或到国防单位工作，去外企等等。总的来说，工程力学专业具有现代工程与理论相结合的的特点，有很大的知识面和灵活性，对国家现代化建设具有重大意义。 关键字：历史、研究方向、应用、学习心得 一、工程力学简介 工程力学是研究有关物质宏观运动规律，及其应用的科学。工程给力学提出问题， 力学的研究成果改进工程设计思想。从工程上的应用来说， 工程力学包括： 质点及刚体力学，固体力学，流体力学，流变学，土力学，岩体力学等。人类对力学的一些基本原理的认识，一直可以追溯到史前时代。在中国古代及古希腊的著作中，已有关于力学的叙述。但在中世纪以前的建筑物是靠经验建造的。1638年3月伽利略出版的著作《关于两门新科学的谈话和数学证明》被认为是世界上第一本材料力学著作，但他对于粱内应力分布的研究还是很不成熟的。纳维于1819年提出了关于粱的强度及挠度的完整解法。1821年5月14日，纳维在巴黎科学院宣读的论文《在一物体的表面及其内部各点均应成立的平衡及运动的一般方程式》，这被认为是弹性理论的创始。其后，1870年圣维南又发表了关于塑性理论的论文水力学也是一门古老的学科。 早在中国春秋战国时期(公元前5～前4世纪)，墨翟就在《墨经》中叙述过物体所受浮力与其排开的液体体积之间的关系。欧拉提出了理想流体的运动方程

身边的力学论文

身 边 的 力作 学业 院系：土木工程学院 专业：建筑环境与设备工程班级： 姓名: 学号： 联系方式：

身边的力学 一、引言： 我们平时都很难想到力学在生活中具体有着什么作用，然而力学在生活中的应用有很多，人人都知道几乎所有的实体都和力学有着关系，例如我们中学中学过，人走路和摩擦力、支持力有关，砂轮磨东西和和离心力有关。我们确实很不善于去深析其中的道理。 我们以往学习的力学是纯粹的理论学习，理解其中的受力原理，做好物理分析即可。对于实实在在的生活现象的剖析，我们却没有做好。在课堂上，老师说到空泡理论、压力变化引起物体相变等这些知识我们都是有所了解的，但是要去分析现象得出原理，却没有那么简单了，这不仅需要深刻理解理论的同时，练就一双有洞察力的眼睛。 二、汽车上的力学： 汽车身上使用的的力学知识除了轴承之间的带动等简单机械运动外，较多就是流体、热力两大部分了。这些多是作用在空气或者是液体上的力，所以常是以压力、温度和速度的形式表现出来的。 我们都知道汽车能够形式起来都源自于其各个轴承相互传动带来带动车轮转动来支配车辆运动的。这些设计 1、汽车上的流体力： 流体力学和传统的固体受力不同，它旨在研究流体本身的静止状态和运动状态，以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。所研究的受力物质是水、空气、汽轮机工作介质的水蒸气、润滑油等。在汽车身上有着很多关于流体力的运用，最主要的就是其外轮廓的流线设计。 同我们平时喜欢玩的球一样，设计其外形除了好看，运动舒适外，很大一部分就是考虑其外形会对其空中飞行有什么影响了。例如高尔夫球，表面设很多多面体凹点，目的在于利用多面造型就是利用粗糙度使层流转变为紊流的临界雷诺数减小，使流动变为紊流，以减小阻力。足球、篮球在流线上也有考虑。 生活中常见的这些来来往往飞驰的汽车，简直是与流体力学的巧妙结合。好的汽车表面都有着近乎完美的流线，为了让运动时汽车车身上的气流顺利通过，减少车身上对气流的扰动，减少涡流的产生，以增大行驶速度。车的前部设计成稍微偏下的样子，是为了减少当速度增大时从车底流过造成作用在车身上的

弹塑性力学计算题终稿

1试根据下标记号法和求和约定展开下列各式（式中i 、j = x 、y 、z ）： ① ij ij σε ； ② j i x '； 2在物体内某点，确定其应力状态的一组应力分量为：x σ= 0，y σ= 0，z σ= 0，xy τ= 0，yz τ=3a ， zx τ=4a ，知0a >。试求： 1 该点应力状态的主应力1σ、2σ和3σ； 2 主应力1σ的主方向；3主方向彼此正交； 解：由式（2—19）知，各应力不变量为 、， 代入式（2—18）得： 也即 （1） 因式分解得： （2）则求得三个主应力分别为。 设主应力与xyz 三坐标轴夹角的方向余弦为 、 、 。 将 及已知条件代入式（2—13）得：

（3） 由式（3）前两式分别得： （4） 将式（4）代入式（3）最后一式，可得0=0的恒等式。再由式（2—15）得： 则知 ；（5） 同理可求得主应力的方向余弦、、和主应力的方向余弦、、，并且考虑到同一个主应力方向可表示成两种形式，则得： 主方向为：；（6） 主方向为：；（7） 主方向为：；（8） 若取主方向的一组方向余弦为，主方向的一组方向余弦为 ，则由空间两直线垂直的条件知：

（9） 由此证得主方向与主方向彼此正交。同理可证得任意两主应力方向一定彼此正交。 3一矩形横截面柱体，如图所示，在柱体右侧面上作用着均布切向面力q，在柱体顶面作用 均布压力p。试选取： 3232 ?=++++ () y Ax Bx Cx Dx Ex 做应力函数。式中A、B、C、D、E为待定常数。试求： （1）上述?式是否能做应力函数； （2）若?可作为应力函数，确定出系数A、B、C、D、E。 （3）写出应力分量表达式。（不计柱体的体力） 解：据结构的特点和受力情况，可以假定纵向纤维互不挤压，即： ；由此可知应力函数可取为： （a） 将式（a）代入，可得： (b) 故有： ； (c) 则有： ； (d) 略去中的一次项和常数项后得：

《神奇的材料》结课论文

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 学号：1505024303 姓名：宫美梅 2016.6.5

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 革命导师马克思曾经说过：“自然界为劳动提供材料，劳动把材料变成财富。”材料是人类赖以生活和生产的物质基础，是人们用以作为物品的物质。生产技术的进步是和新材料的应用密切相关的，因为材料的好坏，直接影响着生产工具的优劣和产品的价值，所以人类总是不断地去寻找、发现新材料，以促进生产，改善物质和文化生活。而新材料的应用，不仅可以大大促进科学技术和生产的发展，也使人类的活动方式发生日新月异的变化。 自然界的创造力总是令人惊奇，天然生物材料经历几十亿年进化，大都具有最合理、最优化的宏观、细观、微观复合完美的结构，并具有自适应性和自愈合能力，如竹、木、骨骼和贝壳等。其组成简单，通过复杂结构的精细组合，从而具有许多独有的特点和最佳的综合性能。人类从自然界的生物身上得到启迪，从而设计出了更完美的材料和物件。 例1.人造纤维 最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝,人类自古就有很大的兴趣,这些丝纯粹是由蛋白质构成,特别是蚕丝,具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来,人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法,此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维,例如,牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺) ,商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成) 等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所) ,并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学) ,研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。 例2.人鱼传说 在陆地上生活的动物有肺,能够分离空气中的氧气,水里的鱼有鳃,能够分离溶解在水中的氧气,供给身体使用。人们仿造这种特性,制作了薄膜材料,用于制造高浓度氧气、分离超纯水等,以达到节省能源以及高分离率的目的。目前人们正在研制具有动物肺和鱼鳃那样功能的材料,如果研制成功的话,人类在水底世界的活动将发生一场新的革命。

《岩石力学》课程论文

************ 《岩石力学》课程论文 专业 ******* 年级班别 ****** 学号 ******* 姓名 ****** 土木工程与建设管

岩体的强度在检测中的应用 摘要：随着地球板块的运动越来越剧烈，地震等多种地质灾害的发生，人们 清晰地认识到岩体强度的重要性。故此，岩体强度的确定方法尤其重要。本 文介绍试验确定法以及及估算法。 关键字：试验确定法；估算法；岩体强度 引言 目前在岩石力学与工程领域中广泛采用了数值模拟技术，但是在进行数值模拟时遇 到的最主要的困难之一就是如何准确地确定岩体强度参数以开展模拟计算。公认比 较准确的仅限于室内岩石力学试验参数，同时现场岩体原位试验成本都十分昂贵， 因此寻找适合的岩体强度估算方法就成为摆在众多研究人员面前的一个问题。 1 岩体强度的确定方法 1．试验的确定法 （一）岩体单轴抗压强度的测定 切割成的试件。在拟加压的试件表面抹一层水泥砂浆，将表面抹平，并在其上放置方木和工字钢组成的垫层，以便把千斤顶施加的荷载经垫层均匀传给试体。根据试体受载截面积，计算岩体的单轴抗压强度。 （二）岩体的抗剪强度的测定 一般采用双千斤顶法：一个垂直千斤顶施加的正压力，另一个千斤顶施加的横 推力。 为使剪切面上不产生力矩效应，合力通过剪切面中心，使其接近于纯剪切破坏，另外一个千斤顶成倾斜布置。一般采取倾角a=15°。试验时，每组试体应有5个以 上，剪切面上应力按式（1-1）计算。然后根据τ、σ绘制岩体的强度曲线。 F a T P sin += σ a f t cos =τ （1-1）

（三）岩体三轴压缩强度试验 地下工程的受力状态是思维的，所以做三轴力学试验非常重要。但由于现场原位三轴力学实验在技术上很复杂，只在非常必要时才进行。现场岩体三轴试验装置，用千斤顶施加轴向荷载，用压力枕施加围压荷载。 根据围压情况可分为等围压三轴试验（32σσ=）和真三轴试验（321σσσ>>）。研究表明，中间主应力在岩体强度中起重要作用，再多节理的岩体中尤为重要。因此，真三轴试验越来越受重视。而等围压三轴试验的实用性更强。 2．经验的估算法 （一）准岩体强度 这种方法实质是用某种简单的试验指标来修正岩块强度作为岩体强度的估算值。 节理，裂隙等结构面是影响岩体强度的主要因素，其分布情况可通过弹性波传 播来查明。弹性波穿过岩体时,遇到裂隙便发生绕射或被吸收，传播速度将有所降低。裂隙越多，波速降低越大，小尺寸试件含裂隙少，传播速度大。因此根据弹性波在岩石试块和岩体中的传播速度比，可判断岩体中裂隙发育程度。称此比值的平方为岩体完整性（龟裂）系数，以K 表示。 2 ???? ??=K cl ml νν （二）Hoek-Brown 经验方程 1) Hoek-Brown 强度准则的发展历史 最初的Hoek-B rown 强度准则是Hoek E 在专著《岩石地下工程》( Underground Excavations in Rock,1980)一书中发展起来的。当时在设计地下岩石开挖工程时需要输入一些参数, 这就要求提供一个准则来估算岩体强度。Hoek E 和Brown E T 在分析Giffith 理论和修正的Griffith 理论的基础上, 凭借自己在岩石力学方面深厚的理论功底和丰富的实践经验, 通过对大量岩石三轴试验资料和岩体现场试验成果的统计分析,用试错法导出的岩块和岩体破坏时极限主应力之间的关系式（2-1） , 即为Hoek-Brown 强度准则 , 也称为狭义Hoek-Brown 强度准则。Hoek, Brown 最为突出的贡献是将数学公式与地质描述联系到了一起。起初使用的Bieniawski 岩体分级系统( RMR 法)、后来使用的地质强度指数法(GSI 法)、随后发展完善的Hoek-Brown 准则都使用了GSI 系统。

弹塑性力学总结汇编

弹塑性力学总结 弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并寻求或改进它们的计算方法。并且弹塑性力学是以后有限元分析、解决具体工程问题的理论基础，这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。通过一学期的弹塑性力学的学习，对其内容总结如下： 一、弹性力学 1、弹性力学的基本假定 求解一个弹性力学问题，通常是已知物体的几何形状（即已知物体的边界），弹性常数，物体所受的外力，物体边界上所受的面力，以及边界上所受的约束；需要求解的是物体内部的应力分量、应变分量与位移分量。求解问题的方法是通过研究物体内部各点的应力与外力所满足的静力平衡关系，位移与应变的几何学关系以及应力与应变的物理学关系，建立一系列的方程组；再建立物体表面上给定面力的边界以及给定位移约束的边界上所给定的边界条件；最后化为求解一组偏分方程的边值问题。

在导出方程时，如果考虑所有各方面的因素，则导出的方程非常复杂，实际上不可能求解。因此，通常必须按照研究对象的性质，联系求解问题的范围，做出若干基本假定，从而略去一些暂不考虑的因素，使得方程的求解成为可能。 （1）假设物体是连续的。就是说物体整个体积内，都被组成这种物体的物质填满，不留任何空隙。这样，物体内的一些物理量，例如：应力、应变、位移等，才可以用坐标的连续函数表示。 （2）假设物体是线弹性的。就是说当使物体产生变形的外力被除去以后，物体能够完全恢复原来形状，不留任何残余变形。而且，材料服从虎克定律，应力与应变成正比。 （3）假设物体是均匀的。就是说整个物体是由同一种质地均匀的材料组成的。这样，整个物体的所有部分才具有相同的物理性质，因而物体的弹性模量和泊松比才不随位置坐标而变。 （4）假设物体是各向同性的。也就是物体内每一点各个不同方向的物理性质和机械性质都是相同的。 （5）假设物体的变形是微小的。即物体受力以后，整个物体所有各点的位移都小于物体的原有尺寸，因而应变和转角都远小于1。这样，在考虑物体变形以后的平衡状态时，可以用变

材料力学论文

中国古代的材料与结构 一、前言 中国是一个历史悠久、文化源远流长的国家。经历了绵绵五千年的历史沉积，中国文化在中华民族的传承中不断得到发展。而文化的沉淀，不仅仅凝聚在优雅的诗词和动人心弦的历史故事中，更多的是以建筑的物质形象存在于我们身边，以具体的技术体现在我们使用的工具中。中国古代没有现在高端的技术与高效精密的工具设备，使用的材料也都是通过粗制加工后得到，然而中国古代的许多建筑在经历了几千年的风吹雨打后仍屹立于世，备受世人感叹。它们不仅是前人的智慧的结晶，更是世界的瑰宝。 二、中国古代建筑的材料与结构 放眼中国古代的建筑，可谓是丰富多彩。其中最常见的有木结构、石木结构，如布达拉宫等藏式古建筑；有石结构，如石牌楼、石桥及部分地区的长城等；有土结构，如秦汉时期的长城、延安陕北地区的窑洞等；有砖结构，如影壁、围墙等；还有竹建筑，如南方少数民族地区的竹楼等。而根据不同建筑的结构特点，中国古建筑所用的建筑材料主要有：木材、砖瓦、石材、土、竹子等。 （一）中国古建筑的发展历史 1.原始雏形 早在五十万年前的旧石器时代，中国原始人就已经知道利用天然的洞穴作为栖身之所，北京、广东、湖北、浙江等地均发现有原始人居住过的崖洞。 到了新石器时代， 黄河中游的氏族部 落，利用黄土层为墙 壁，用木构架、草泥 建造半穴居住所，进 而发展为地面上的建 筑，并形成聚落。长 江流域，因潮湿多雨， 常有水患兽害，因而 发展为干栏式建筑。 据考古发掘，约在距 今六、七千年前，中 国古代人已知使用榫卯构筑木架房屋，如浙江余姚河姆渡遗址。木构架的形制已经出现，房屋平面形式也因功用不同而有圆形、方形、吕字形等。这是中国古建筑的草创阶段。 春秋、战国时期，中国的大地上先后营建了许多都邑，夯土技术已广泛使用于筑墙造台。此时木构技术较之原始社会已有很大提高。春秋、战国的各诸侯国均各自营造了以宫室为中心的都城。这些都城均为夯土版筑，墙外周以城濠，辟有高大的城门。宫殿布置在城内，建在夯土台之上，木构架已成为主要的结构方式，屋顶已开始使用陶瓦。这标志着中国古代建筑已经具备了雏形，不论是夯土技术、木构技术还是建筑的平面布局、以及建筑材料的制造与运用，都达到了雏

地质力学论文15篇

地质力学论文15篇 地质力学论文 摘要：煤岩体地质力学参数是一切工程研究、设计及施工的基础，采用小孔径多参数耦合地质力学快速测试系统对五里堠煤业进行了测试。测试表明测试区域应力场类型为σH>σh>σv型，即水平应力控制型，量级上属于中等偏低应力区；顶板岩层结构及强度存在差异，第一测点顶板较为坚硬，第二测点相对软弱；顶板结构相对稳定，部分层位存在破碎段及裂隙。 关键词 地质力学力学论文力学 地质力学论文:大型地下水电站厂房洞群三维地质力学模型试验 摘要：本文对拟建的超大型水电站地下厂房洞室群三维地质力学模型试验作了综合介绍，包括采用离散化多主应力面加载和控制系统，解决了复杂三维初始应力场的模拟难题；采用机械臂和步进微型掘进机技术、微型高精度位移量测技术、声波测试技术、光纤测量及内窥摄影技术等，解决了三维试验中的隐蔽开挖模拟及内部量测等关键技术问题。试验结果表明拟建水电站地下厂房洞室群的总体布置、洞型设计、洞室间距是合理的，推荐的支护方案对洞室整体性的加强有明显的作用，对设计方案起到有力的支持和验证作用。 关键词：大型水电站地下厂房洞室群三维地质力学模型试验 研究岩体稳定问题通常采用的方法有工程类比法、地质结构分析法、数值模拟仿真分析法和地质力学物理模型试验法等[1，2]。对于中小型工程，一般只采用前几种方法进行研究，但对于大型或超大型工程，地质力学物理模型试验则是必要的。模型试验尤其是三维模型试验与数值方法相比有它的弱点，如尺寸效应、试验难度大、费用高。然而，物理模型则由于是真实的物理实体，在基本满足相似原理的条件下，则更能真实地反映地质构造和工程结构的空间关系，更准确地模拟施工过程和影响。试验结果能给人以更直观的感觉，使人更容易从全局上把握岩体工程整体力学特征、变形趋势和稳定性特点，以及各洞室或结构之间的相互关系，从而做出相应的判断。其次，也可以通过物理模型试验，对各种数值分析结果进行一定程度上的验证。与研究坝体、坝基和坝肩及边坡稳定性的三维地质力学模型试验[3～6]相比，地下洞室群的岩石力学物理模型试验则有很大的差距。据文献检索，只有少数几个平面模型试验[7～11]和小型三维试验[12]。这些试验均未模拟洞室的施工过程。其原因主要是

身边的力学 结课论文——表面张力

表面张力 学院： 专业： 班级： 学号： 姓名： 联系方式：

以前跟同学一起做过一个实验，拿一个杯子，把水加到杯子的边缘处，再依次往杯子里投放硬币，看谁先让水溢出杯子。看似已满的杯子，还是可以放进去好多个硬币。以前觉得好神奇，现在才知道这是由于表面张力的作用。 表面张力是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力。液体的内聚力是形成表面张力的原因。在液体内部，每个分子都在每个方向都受到邻近分子的吸引力（也包括排斥力），因此，液体内部分子受到的分子力合力为零。然而，在液体与气体的分界面上的液体分子在各个方向受到的引力是不均衡的，造成表面层中的分子受到指向液体内部的吸引力，并且有一些分子被“拉”到液体内部。因此，液体会有缩小液面面积的趋势，在宏观上的表现即为表面张力现象。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。表面张力系数可以用毛细管上升法，挂环法，威廉米平板法，旋转滴法等方法测量。 上述的实验中，当放入硬币的时候，水面升高了，但是，在水杯边沿的水，由于受到水表面的张力而保持连接不脱离，从而形成了水平面高于杯子边沿的现象。 还有一个实验也体现了水的表面张力。在空瓶内盛满水，用大头针在白纸上扎许多孔，把有孔纸片盖住瓶口，用手压着纸片，将瓶倒转，使瓶口朝下，将手轻轻移开，纸片纹丝不动地盖住瓶口，而且水也未从孔中流出来。 薄纸片能托起瓶中的水，是因为大气压强作用于纸片上，产生了向上的托力。小孔不会漏出水来，是因为水有表面张力，水在纸的表面形成水的薄膜，使水不会漏出来。这如同布做的雨伞，布虽然有很多小孔，仍然不会漏雨一样。 生活中也有很多表面张力现象。 将一根针小心地放在水里，针不会沉下去，而是浮在水面，也是因为表面张力把针“撑起来”了。露珠之所以是圆的，也是因为表面张力的作用，表面张力促使露珠以最小的表面积的状态存在，而体积相等的物体中，只有球体的表面积最小，所以露珠总是圆的。但是，由于地球引力的存在，露珠不可能是纯圆的。 大千世界，力学现象处处存在，而这些力学现象也恰恰给了我们一个神奇的世界！

弹性力学结课论文.

弹性力学 结 课 论 文 班级：道桥1201 姓名：刘元功 学号120580115

弹性力学在土木工程中的应用 摘要：弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产的应力、弹性力学，应变和位移，从而解决结构或设计中所提生出的强度和刚度问题。在土木工程方面，建筑物能够通过有效的弹性可以抵消部分晃动，从而减少在地震中房屋倒塌的现象；对于水坝结构来说，弹性变化同样具有曲线性，适合不断变化的水坝内部的压力，还有大型跨顶建筑、斜拉桥等等。弹性力学在土木工程中还有一些重要应用实例，如：地基应力与沉降计算原理、混凝土板的计算方法、混凝土材料受拉劈裂试验的力学原理、混凝土结构温度裂缝分析、工程应变分析、结构中的剪力滞问题等。 关键词：弹性力学、力学、弹性变形、土木工程 正文： 弹性力学是人们在长期生产实践与科学试验的丰富成果上发展起来的。它的发展与社会生产发展有着特别密切的关系，它来源于生产实践反过来又为生产实践服务，弹性力学作为固体力学的一个独立的分支已经与一百多年的历史。 弹性力学也称弹性理论，主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。 弹性力学弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。弹性力学所依据的基本规律有三个：变形连续规律、应力-应变关系和运动(或平衡)规律，它们有时被称为弹性力学三大基本规律。弹性力学中许多定理、公式和结论等，都可以从三大基本规律推导出来。连续变形规律是指弹性力学在考虑物体的变形时，只考虑经过连续变形后仍为连续的物体，如果物体中本来就有裂纹，则只考虑裂纹不扩展的情况。 对于物体弹性变形，变形的机理，应从材料内部原子间里的作用来分析。实际上，固体材料之所以能好吃其内部结构的稳定性是由于组成该固体材料（如金属）的原子间存在着相互平衡的力，吸力使原子间密切联系在一起，而短程排斥力则使各原子间保持一定的距离在正常情况下，这两种力保持平衡，原子间的相对位置处于规则排列的稳定状态。受外力作用时，这种平衡被打破，为了恢复平衡，原子便需产生移动和调整，使得吸力、斥力和外力之间取得平衡。因此，如果知道了原子之间的力相互之间的定律，原则上就能算出晶体在一定弹性力作用下的反应。实际上，固体结构的内部是多样的、复杂的。例如：夹杂、微孔、晶界等，都是影响变形发展的因素。目前的一些学说仍不能尚不能解释全部固体材料的微观机理。主要是由于所有的工程材料都不可避免的有缺陷存在。对于工程问题来说不必具体分析每一个材料对于材料性态的影响，而只需宏观的研究其统计特性，即可解决工程力学中的力学分析问题。仅宏观的弹性体在受外部作用时应力场和位移场的分布，主要是梁、板、壳这一类结构及其它形式的结构物和构筑物的弹性力学问题。弹性力学的典型问题主要有一般性理论、柱体扭转和弯曲、平面问题、变截面轴扭转，回转体轴对称变形等方面。

材料力学在生活中与应用

材料力学理论在生活中的应用这篇论文选取了三个生活实例，运用材料力学所学的知识，通过受力分析，应力分析，强度校核回答了三个基本问题：铝合金封的廊子窗格是否可以无限高；千斤顶的承载重量是否可以任意大小和桥梁。 关键词 材料力学拉压强度挠度剪切压杆稳定组合变形受力单元体铝合金千斤顶 1．铝合金封的廊子窗格是否可以无限高 图一铝合金门窗、廊子 走在大街上，我们可以看到各式各样的廊子样式，可以看到大小不一的窗格布置，学了材料力学这门课程，我们不禁要提问了，窗格尺寸的极限是多么大才能保证支撑它的铝合金材料安全，不会变形？ 现在就将这个模型抽象出来，假设铝合金材料是空心铝管，厚度可以任意选择，屈服强度取，只受玻璃给的压力（设玻璃居中，由于给定一段铝合金，主要承载件是玻璃，而且玻璃的相对总质量远远大于承载的铝合金的质量），外力是均匀分布力，设普通玻璃的密度是（忽略玻璃的宽度），玻璃高度为H，取长度a mm的铝合金材料，宽度为b mm，高为h mm，如图二所示：

图二 玻璃安装示意图 该结构危险点在铝合金与玻璃接触处，并且中间部位有一定的挠度（只要有承载，就一定有挠度），当承载到一定极限时，挠度太大不满足装配要求了，或者承载到一定极限就会使铝合金破坏。 情形（一）：挠度w 不满足装配要求—— 将图二简化为图三(a)所示的力学简图，装配要求挠度值为[w]，只要w ≤[w]即可。 首先，做外力矩 ，单位力力矩图 ，如图三(b)所示。 图三 (a) 简化模型 图三 (b) 弯矩图 运用图乘法可以求的w= ρ ρ ，进而， ρ ， 可以满足装配要求。如果给定了最大允许装配误差[w]，知道铝合金管的宽b ，还知道所使用的玻璃的密度ρ，那么 ρ，也就是玻璃不可能无限高，是有一个极限值的。 情形（二）：剪切破坏—— 因为玻璃是有一定的厚度的，设厚为δ在玻璃与铝合金接触的地方， 有剪切

岩石力学结课论文

岩 石 力 学 结 课 论 文 班级城地142 姓名蔡少雯 学号314165102

深部岩石地下工程 摘要随着经济建设的不断推进，地下空间工程的开展不断深入，其开发深度也愈来愈深--逾数千米的各种矿山(如南非金矿和金川镍矿等),水电工程埋深逾数千米的引水隧道，核废料深层处理，深层地下防护工程(如700米防护岩层下的北美防空司令部)等。岩石地下工程越深，相应地也会产生一些新的问题。本文将会结合在岩石力学课程中所学的知识，对深部岩石地下工程展开研究。 关键词研究现状地应力岩爆力学特征支护设计 1.深部岩石地下工程的定义 深部岩石地下工程的发展伴随着深部采矿工程和深部隧道工程的不断深入发展。为了建立深部工程的概念，我们在此引入国际岩石力学学会所定义的硬岩发生软换的深度作为界定深部岩石地下工程的界限。即假设覆岩的容重为2500kg/m3，则硬岩发生软化的临界深度为500m。因此，我们可以视大于500m深度范围的岩石地下工程称为深部岩石地下工程，反之将小于500m深度范围的岩石地下工程称为浅部岩石地下工程。并且，我们可以依据不同深度下发生的岩石力学破坏现象，将深部岩石地下工程进一步地细分为较深岩石地下工程、超深岩石地下工程和极深岩石地下工程三类。 2.国内外深部岩石地下工程的现状 能源和矿产资源制约着国民经济的发展。随着前部资源的日益枯竭，国内外都陆续开始进入深部岩石地下工程对深部资源进行开采。 2.1国内现状 根据目前资源开采情况，我国的煤矿开采深度正以每年8-12m的深度增加，东部矿井正以100-250m/(10年)的速度发展。近年来已经有一批矿山进入深部开采。其中，在煤炭开采方面，沈阳采屯矿开采深度为1197m、北京门头沟开采深度为1008m、长广矿开采深度为1000m、徐州张小楼矿开采深度为1100m、开滦赵各庄矿开采深度为1159m、北京冠山矿开采深度为1059m。在金属矿开采方面，冬瓜山铜矿目前开采深度为900-1100m，红透山铜矿开采深度已进入900m，弓长岭铁矿设计深度为1000m。此外还有例如金川镍矿、寿王坟铜矿、凡口铅钵矿等多做矿山矿井都已进入或将要开始进行深部岩石地下工程进行深部开采。因此我们可以预计在未来20年内我国很多矿藏都将进入到1000-1500m的深部开采。我国国有重点煤矿的平均开采深度变化趋势如图2.1所示。

工程徐变力学-课程小论文

混凝土的徐变理论分析与测量 —力学二班 1117030232 张文杰 徐变力学作为广义的工程力学的一个分支，主要研究材料徐变性质对结构物和机械零件的强度，刚度和稳定性影响的一门学科。许多工程材料在各种不同条件下都具有显著的徐变和松弛性质，一方面材料的徐变和应力松弛有时严重影响结构和机械的工作，另一方面它们也可以改善结构的工作条件。因此研究徐变力学在工程中的应用理论至关重要。 金属材料与混凝土是工程中徐变研究的重点，但两者又有很大不同。混凝土的徐变过程受外加荷载、加载龄期、持荷时间、温度、湿度等因素影响，徐变物理方程的建立较为复杂。一般金属徐变过程与材料性质、应力水平和工作温度有关；在常温时徐变较小，计算中可以忽略不计；而混凝土常温时的徐变效应较为显著，不能忽略。 徐变对混凝土有很大的影响，既有利又有害，它缓解混凝土局部应力是有利的；给预应力结构带来应力损失，使混凝土和钢筋应力重新分布是有害的[2]。主要问题有：预应力混凝土在徐变影响下的应力损失问题；徐变对于大体积混凝土裂缝的影响；混凝土徐变力学行为的有限元分析；高强混凝土徐变力学实验及理论研究；混凝土徐变机理和预测模型的分析研究等。 由于运输能力的需求及科学技术的发展，现阶段建设的桥梁越来越复杂，跨径也越来越大，对于桥梁的要求也就越来越高，因此预应力技术的应用也越来越广泛，徐变对预应力桥梁的影响也就依时而生。 对于预应力混凝土桥梁而言，由于混凝土徐变的时变性质，预应力混凝土桥梁的徐变效应贯穿于桥梁建造至整个服役期，且其效应依时而变。预应力混凝土桥梁的徐变效应主要体现于以下几个方面： （1）梁体中混凝土和钢筋的应力、应变均随时间而变化 （2）梁体的挠度或上拱度随时间而变化 （3）超静定体系梁发生体系转换时所产生的徐变次内力随时间而变 （4）在持续荷载作用下，徐变降低了相对于该持续荷载而言的梁体刚度

弹塑性力学学习体会

弹塑性力学读书报告 本学期我们选修了樊老师的弹塑性力学，学生毕备受启发对工科来说，弹塑性力学的任务和材料力学、结构力学的任务一样，是分析 各种结构物体和其构件在弹塑性阶段的应力和应变，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并寻求或改进它们的计算方法。 但是在研究方法上也有不同，材料力学为简化计算，对构件的应力分布和变形状态作出某些假设，因此得到的解答是粗略和近似的； 而弹塑性力学的研究通常不引入上述假设，从而所得结果比较精确， 并可验证材料力学结果的精确性。 弹塑性力学的任务是分析各种结构物或其构件在弹性阶段和塑 性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并寻求或改进它们的计算方法。并且弹塑性力学是以后有限元分析、 解决具体工程问题的理论基础，这就要求我们掌握其必要的基础知识和具有一定的计算能力。通过一学期的弹塑性力学的学习，对其内容总结如下： 第一章绪论 首先是弹塑性力学的研究对象和任务。 1、弹塑性力学：固体力学的的一个分支学科，是研究可变形固体受 到外载荷、温度变化及边界约束变动等作用时，弹性变形及应力状态的科学。 2、弹塑性力学任务：研究一般非杆系的结构的响应问题，并对基于 实验的材料力学、结构力学的理论给出检验。

这里老师讲到过一个重点问题就是响应的理解，主要就是结构在外因的作用下产生的应力场（强度问题）、应变场（刚度问题），整体大变形(稳定性问题)。 3、弹性力学的基本假定 求解一个弹性力学问题，通常是已知物体的几何形状（即已知物体的边界），弹性常数，物体所受的外力，物体边界上所受的面力，以及 边界上所受的约束；需要求解的是物体内部的应力分量、应变分量与位移分量。求解问题的方法是通过研究物体内部各点的应力与外力所 满足的静力平衡关系，位移与应变的几何学关系以及应力与应变的物理学关系，建立一系列的方程组；再建立物体表面上给定面力的边界以及给定位移约束的边界上所给定的边界条件；最后化为求解一组偏分方程的边值问题。 在导出方程时，如果考虑所有各方面的因素，则导出的方程非常复杂，实际上不可能求解。因此，通常必须按照研究对象的性质，联系求解问题的范围，做出若干基本假定，从而略去一些暂不考虑的因素，使 得方程的求解成为可能。 （1）假设物体是连续的。就是说物体整个体积内，都被组成这种物 体的物质填满，不留任何空隙。这样，物体内的一些物理量，例如： 应力、应变、位移等，才可以用坐标的连续函数表示。 （2）假设物体是线弹性的。就是说当使物体产生变形的外力被除去 以后，物体能够完全恢复原来形状，不留任何残余变形。而且，材料 服从虎克定律，应力与应变成正比。

材料力学课程论文

问题一：许可载荷试验分析 在本学期材料力学的学习过程中，有幸继续在叶敏老师的班上学习，本学期中叶老师延续去年理论力学课通过设计试验来锻炼学生动手操作能力的教学方式，设计了“许可载荷试验”这样一个项目。 题目即用A4纸制作成如图形状 的，测试其许可载荷。并通过裁剪制 作出符合要求的纸形。 在制作过程中，为了使数据更有 规律性，同时制作起来更方便，我们 选取中间为正圆弧，并且两侧对称。 根据圣维南定理，可以推测中间 受力基本均匀，且中间最窄，应力最大，最先断。试验也得以验证。 数据分析，我认为误差20克是很难达到的。分析如下： 1.中间裁剪误差： 中间受力均匀，可假设中间的应力σ=m*g/S，S为中间的截面 面积，许可应力为固定值，S与宽度d成正比，所以所能承受 的质量m与d成正比。根据数据对应关系，d=2cm时，m至少 为4kg（实际值大概在7至8kg），根据正比关系，每毫米的 误差在200克以上，也就是说裁剪时误差超过一毫米，则误 差就会超过200克，相对于要扣除50分。而实际学生使用的 制图工具精确度为1毫米，所以可见，误差难以控制。

2.平行度误差 根据线性分析，所测质量为1Kg 时，纸条中间宽度在3毫米左右 （根据纸质不同），而两次受力 区域宽度为6cm，是中线宽度的 20倍。 及受力不是竖直方向，对于三毫 米的宽度，是非常容易出现撕裂 的现象，两侧不是同时断，即应力不均，使m偏小。纸质为 纤维，更容易出现内部结构变动，从而不满足材料力学连续 性、各项同性等的假设。 综上，容易出现误差的地方也是试验中必须控制的因素。为保证试验进行正常，需使两侧对称，尽量裁剪精细，同时两侧受力务必平行，否则影响会非常大。

材料力学小论文

《材料力学书》中的若干模糊之处【摘要】：材料力学的知识与我们的生活密不可分，为了更好地学好材料力学的知识，本文简要从读者的角度对现学的《材料力学》书中的若干含糊之处加以改进和理解。 【关键词】：代数和，叠加法，斜弯曲，卡氏定理，静不定结构。 【序言】 学习的目的就是为了更好地解决问题，因此我们并不是一味的学，而是在学习的过程中发现问题，对于大连理工大学出版社出版的《材料力学》这本书，我认为总体上来说是很好的，但也有不尽完美之处。我从一个学生一个读者的角度，并根据自己在学习的过程中所遇到的困惑，根据自己的理解和解决的办法对之加以改进，由于能力有限很可能有不妥之处，还请谅解。 【正文】 一、代数和 书中多次提到代数和这个概念，如拉压杆任意横截面上的轴力，数值上等于该截面任一侧所有外力的代数和。其实真正理解了这个代数和后对今后材料力学的学习都是很有帮助的，但是在老师未讲解之前我真的不理解。后来才知道所谓代数和是对于远离截面的取正值指向截面的取负值所有外力的和。如图（a） （a） m截面的轴力F N=F1=F2-F3+F4。因为截断看左面F1是远离截面的，所以为正，截断看右面F2F4远离截面F3指向截面所以F2F4取正F3为负值。将他们直接相加即为m截面的轴力。 此方法对某一截面的扭矩、弯矩、剪力同样适用，只是要分清何种条件是正值何种条件是负值就行了。这样可以极大程度上提高做题速度。 二、叠加法 当学到P107页时，真正的叠加法应用的例题。当时我看【例7-5】看了了很久，因为没看懂为什么要将外身段切断后代之以悬臂梁，如图（b）。 （b） 我是这么思考的，既然都是简化为一个力矩和一个力为什么非得是悬臂梁呢？固定铰支座就不行吗？立例题的解答过程很含糊就是说将外伸梁看做悬臂梁。这个问题我同学也问过我，就是不理解为什么切断后就是固定端，后来经过过我慎重思考，终于知道是为了让其转角和挠度相对于其于左端连接部分为0。这样子才满足实际的变换。而固定端才能满足这个条件，铰支座就不行了。 另外对于叠加法的例题【例7-8】中D点的挠度和转角是BC两端弹簧引起的加上均布载荷q引起的的叠加。此处书上没说为什么，我学习的时候也郁闷了很久。换位思考后，即如果此处不是弹簧中间也没有中间铰支的话是不是不会加上那一段呢？答案是肯

岩体力学论文.doc

水工隧洞围岩稳定性浅析 摘要：水工隧洞周围的围岩受到开挖影响,引起洞室周围一定范围内的岩体应力重新分布,从而使岩体产生变形、位移,甚至破坏。因此,对水工洞室围岩的稳定性进行分析是十分必要的。 关键字：岩体结构；引水隧洞；围岩应力；围岩变形、围岩稳定 在水利、水电建设中经常遇到一些洞室工程问题,其中最常遇到的作为引水建筑物之一的是水工隧洞。 水工隧洞是指水利工程中穿越山岩建成的封闭式过水通道,按过水时洞身流态区别,水工隧洞可分为无压隧洞及有压隧洞两大类。无压隧洞初砌所承受的荷载主要是山岩压力、外水压力。有压隧洞除了承受这些压力之外,特别重要的是承受内水压力。当围岩受到这种压力之后必然要引起一些力学现象和变形,以及一些稳定性的问题。 洞室周围的岩土体通称围岩。狭义上,围岩常指洞室周围受到开挖影响,大体相当地下洞室宽度或平均直径3倍左右范围内的岩土体。由于初始地应力的存在,洞室开挖势必打破原来岩(土)体的自然平衡状态,引起洞室周围一定范围内的岩体应力重新分布,有的围岩的强度能够适应变化后的应力状态,可不采取任何人力措施,便能保持洞室稳定；但有时因围岩强度低,或其中应力状态的变化大,以致围岩不能适应变化后的应使岩体产生变形、位移,甚至破坏,若不加固或加固而未保证质量,都会引起破坏事故,对施工、运营造成危害。工程中将洞室开挖后周围发生应力重新分布的岩体称为围岩。因此,围岩的变形和稳定性是地下洞室能否在服务年限内正常使用的关键。 一、围岩的应力 未开挖的天然地下岩体在自重及地质构造运动后形成的初始应力场状态下维持相对稳定。当在岩体内开挖洞室后,洞室四周一定范围的围岩相对稳定性的应力场受到破坏,发生应力重分布。随具体围岩部位、产状等状况的不同,应力重分布的结果既可能仍归于稳定,也可能出现洞顶崩塌等失稳现象。对此,水工地下洞室设计时必须作出分析,并相应对工程措施作出抉择。 导致围岩变形的根本原因是地应力的存在。洞室开挖前,岩体处于自然平衡状态,内部储存着大量的弹性能,洞室开挖后,这种自然平衡状态被打破,弹性能释放。洞室在开挖前,岩体一般处于天然应力平衡状态,称一次应力状态或初

身边的力学论文

身 边 的 力作学业 院系： 专业： 班级： 姓名: 学号： 联系方式：

身边的力学 飞机为什么会飞起来以及飞机坠落时生还可能 一，引言 从小我就有这样的想法就是飞机为什么会飞起来，但是一直都没有跟随自己的想法去细想并且查阅答案，在上了龚键老师的身边的力学后，我才又重新想到这个问题，并且最近还有马航失联炒的沸沸扬扬，因此我又查了资料分析一下如果飞机坠落时的生还的可能。 二，飞行原理 飞机在空气中运动时，是靠机翼产生升力使飞机离陆升空的。机翼升力是怎样产生的呢？这首先得从气流的基本原理谈起。在日常生活中，有风的时候，我们会感到有空气流过身体，特别凉爽；无风的时候，骑在自行车上也会有同样的体会，这就是相对气流的作用结果。滔滔江水，流经河道窄的地方时，水流速度就快；经过河道宽的地方时，水流变缓，流速较慢。空气也是一样，当它流过一根粗细不等的管子时，由于空气在管子里是连续不断地稳定流动，在空气密度不变的情况下，单位时间内从管道粗的一端流进多少，从细的一端就要流出多少。因此空气通过管道细的地方时，必须加速流动，才能保证流量相同。由此我们得出了流动空气的特性：流管细流速快；流管粗流速慢。这就是气流连续性原理。实践证明，空气流动的速度变化后，还会引起压力变化。当流体稳定流过一个管道时，流速快的地方压力小。流速慢的地方压力大。飞机在向前运动时，空气流到机翼前缘，分为上下两股，流过机翼上表现的流线，受到凸起的影响，使流线收敛变密，流管（把两条临近的流线看成管子的管壁）变细；而流过下表面的流线也受凸起的影响，但下表面的凸起程度明显小于上表面，所以，相对于上表面来说流线较疏松，流管较粗。由于机翼上表面流管变细，流速加快，压力较小，而下表面流管粗，流速慢，压力较大。这样在机翼上、下表面出现了压力差。这个作用在机翼各切面上的压力差的总和便是机翼的升力。其方向与相对气流方向垂直；其大小主要受飞行速度、迎角（翼弦与相对气流方向之间的夹角）、空气密度、机翼切面形状和机翼面积等因素的影响。当然，飞机的机身、水平尾翼等部位也能产生部分升力，但机翼升力是飞机升空的主要升力源。飞机之所以能起飞落地，主要是通过改变其升力的大小而实现的。这就是飞机能离陆升空并在空中飞行的奥秘。 而在飞机飞行过程中平飞是最基本的飞行动作，通常是指飞机在等高、等速的条件下做水平直线飞行。这时，飞机的升力（Y）与重力（G）平衡，拉力（P）与阻力（X）平 衡，即：Y=G、P=X。当然，还有加速平飞和减速平飞，所不同的是：加速平飞时P＞X，而减速平飞时P＜X。这就是飞机能在空中平稳飞行的原因了。 二，飞机坠落 飞机坠海分以下三种情况： 空中解体。坠海之前，飞机已经爆炸。机上人员存活概率基本为零，机身碎片散落范围可达百余公里。

断裂力学论文

中国矿业大学 断裂力学课程报告课程总结及创新应用 XXX 2014/5/7 班级：工程力学XX班 学号：0211XXXX

断裂力学结课论文 一、学科简介 1、学科综述 结构的破坏控制一直是工程设计的关键所在。工程构件中难免有裂纹，从而会产生应力集中、结构失效等问题。裂纹既可能是结构零件使用前就存在的，也可能是结构在使用过程中产生的。但裂纹的存在并不意味着构件的报废，而是要求我们能准确地预测含裂纹构件的使用寿命或剩余强度。针对脆性材料的研究已有完善的弹性理论方法，并获得了广发的应用。但对于工程中许多由韧性较好的中、低强度金属材料制成的构件，往往在裂纹处先经历大量的塑性变形，然后才发生断裂破坏或失稳等。这说明，韧性好的金属材料有能力在一定程度上减弱裂纹的危险，并可以增大结构零件的承载能力或延长器使用寿命，这也是韧性材料的优点所在。但与此同时，这给预测强度的力学工作者带来了更复杂的问题，即不可逆的非塑性变形，这也是开展工程构架弹塑性变形的原因之一。 因而，裂纹的弹塑性变形研究具有广泛的工程背景和重要的理论意义。作为研究裂纹规律的一门学科，即断裂力学，它是50年代开始蓬勃发展起来的固体力学新分支，是为解决机械结构断裂问题而发展起来的力学分支，被广泛地应用于航海、航空、兵器、机械、化工和地质等诸多领域，它将力学、物理学、材料学以及数学、工程科学紧密结合，是一门涉及多学科专业的力学专业课程。 断裂力学有微观断裂力学与宏观断裂力学之分。一方面，需要深入到微观领域弄清微观的断裂机理，才能深入了解宏观断裂的现象。另一方面，宏观断裂力学仍然没有发展完善，尤其是在工程实际中的应用还远未成熟，即使平面弹塑性断裂力学也依然有许多亟待解决的问题。 2、断裂力学研究的主要问题 1、多少裂纹和缺陷是允许存在的？ 2、用什么判据来判断断裂发生的时机？ 3、研究对象的寿命图和估算？如何进行裂纹扩展率的测试及研究影响裂纹扩展率的因素。 4、如何在既安全又能避免不必要的停产损失的情况下安排探伤检测周期。 5、若检测出裂纹又应如何处理？ 3、生活中常见的断裂破坏及破坏的主要特征 断裂在生活及工程中引发的问题和事故：1、海洋平台发生崩溃；2、压力容器发生破裂；3、吊桥的钢索断；4、天然气管道破裂；5、房屋开裂倒塌；6、气轮机叶片断裂。 断裂破坏的主要特征：1、尽管材料可能是由延性材料制成，但是灾难性破坏大多有脆性特征。2、大多数是低应力破坏，破坏时应力远小于屈服极限或设计的极限应力。3、大多数破坏始于缺陷、孔口、缺口根部等不连续部位。4、断裂破坏传播速度很高，难以防范和补救。5、高速撞击、高强度材料、低温情况下更容易发生。 4、断裂力学的发展历史 断裂力学的发展迄今为止大致经历了一下几个阶段，首先1920—1949年间主要以能量的方法求解，其中最有影响的是英国科学家Griffith提出的能量断裂理论以及据此建立的断裂判据。而后从1957年开始时线弹性断裂理论阶段，提出了应力强度因子概念及相应的判断依据。到1961—1968年间是弹塑性理论阶段，其中以1961年的裂纹尖端位移判据和