柏晨

【摘 要】物理力學(xué)是一門重要科學(xué)，也是基礎(chǔ)科學(xué)，其涉及的領(lǐng)域較廣，產(chǎn)生的影響較為深遠，尤其是在機械方面的應(yīng)用，更是具有極為重要的作用。本文以物理力學(xué)為出發(fā)點，著重探索其發(fā)展歷程，并對物理力學(xué)在機械方面的應(yīng)用加以分析與思考。

【關(guān)鍵詞】物理力學(xué)；機械；應(yīng)用

0 前言

物理力學(xué)作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，主要的研究方向是物質(zhì)的宏觀機械運動，力學(xué)的應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，具有普遍性。力學(xué)的不斷發(fā)展促進了世界科學(xué)的進步，同時也促進了自然科學(xué)的發(fā)展，同時也推動了機械業(yè)的發(fā)展。

1 物理力學(xué)的定義

力學(xué)可以分為運動學(xué)、靜力學(xué)和動力學(xué)三部分，其著重探索能量、力以及二者與固液氣三體之間的關(guān)系，是一門基礎(chǔ)科學(xué)。

力學(xué)發(fā)展極其久遠，力學(xué)在古希臘時代屬于自然哲學(xué)中的一部分，并在其后來的不斷發(fā)展中，逐步深入到物理學(xué)的領(lǐng)域之中。此后，牛頓定律的出現(xiàn)標志著力學(xué)開始成為一門獨立的科學(xué)，隨后以動力學(xué)和運動學(xué)為主的經(jīng)典力學(xué)蓬勃而起，并日趨完善。大機械的生產(chǎn)更是促進了力學(xué)在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，并促進了結(jié)構(gòu)力學(xué)、立體力學(xué)等領(lǐng)域的發(fā)展。

2 物理力學(xué)在機械方面的應(yīng)用

物理力學(xué)在機械方面的應(yīng)用極其廣泛。作為一門基礎(chǔ)科學(xué)，物理力學(xué)具有在各個領(lǐng)域應(yīng)用的普遍性，并逐漸成為必不可少的學(xué)科。尤其在機械方面的應(yīng)用，更是具有極其重要的效用，具體主要體現(xiàn)為以下幾個方面。

2.1 彈力在機械設(shè)計中的應(yīng)用

彈性力學(xué)是固體力學(xué)的主要組成部分，也可稱為彈性理論。其主要研究方向為彈性物體在外力作用下或溫度變化下產(chǎn)生的位移、應(yīng)力與應(yīng)變，據(jù)此解決在機械設(shè)計中可能出現(xiàn)或已經(jīng)存在的問題。在機械設(shè)計中，由于多數(shù)機械的運行速度較快，承載性較強，彈性變形對系統(tǒng)的作用不容小覷，因此，對于機械系統(tǒng)而言，必須嚴格的按照彈性系統(tǒng)進行有效的分析與思考，才能確保系統(tǒng)的正確運行。多數(shù)情況下，彈性力學(xué)在齒輪機構(gòu)設(shè)計、凸輪結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有較為普遍的應(yīng)用。

在設(shè)計齒輪機構(gòu)時，使用了大量彈力的知識，并以漸開線作為齒廓曲線，對于齒輪機構(gòu)而言具有其優(yōu)勢性，但也存在一定弊端，如當(dāng)兩個齒輪在咬合轉(zhuǎn)動時，根據(jù)彈力定律可知，在其它條件相同的因素下，若想減少兩輪齒廓在接觸點處的最大接觸力，就必須增強兩輪齒廓在接觸點的綜合曲率半徑，而對于漸開線齒輪而言，要增強兩輪齒廓在接觸處的最大接觸力，就必須要加大齒輪機構(gòu)的尺寸，然而兩輪齒廓在接觸點處的綜合曲率半徑能夠增大的區(qū)間是有限度的，所以短時間內(nèi)很難達到齒輪機構(gòu)尺寸較小，而高承載的目的。

2.2 斷裂力在機械工程中的應(yīng)用

斷裂力學(xué)主要分為兩大類，其一為線彈性斷裂力學(xué)，多數(shù)應(yīng)用于裂紋尖端周圍小范圍的情況。其二為彈塑性斷裂力學(xué)，大多應(yīng)用于裂紋尖端周圍大范圍情況。斷裂力學(xué)的發(fā)展極為迅猛，在機械方面的應(yīng)用更是極其普遍與廣泛，并在機械工程的發(fā)展中占有十分重要的地位。斷裂力學(xué)的廣泛應(yīng)用，尤其是在機械工作的運用中，可以充分增強機械的使用功效與性能，做到有備無患，提早發(fā)現(xiàn)工程設(shè)備可能發(fā)生的事故，并采取方法加以遏制，從而確保機械在運行過程中的安全與可靠性。

首先，我國在使用斷裂力學(xué)的方面已經(jīng)取得了較好的成果，如發(fā)電機、壓力容器等方面，這極大程度的促進我國機械工程的進步與發(fā)展，具有里程碑式的重要意義。

其次，在可靠性設(shè)計方面，應(yīng)用較為廣泛的概率斷裂，促進了可靠性設(shè)計的迅速發(fā)展。根據(jù)參量的分布情況與安全余度來體現(xiàn)常規(guī)設(shè)計中所不能有效體現(xiàn)的客觀實際，以及在安全評定中所不能直接體現(xiàn)的真實安全性。國外將這一設(shè)計成果應(yīng)用到飛機中，對于飛機結(jié)構(gòu)的可靠性以及分析事故等方面都起到了積極的促進作用。我國在這一領(lǐng)域的主要研究則為海洋石油類機械工程方面。

最后，斷裂力學(xué)的應(yīng)用是十分廣泛的，通過斷裂力學(xué)的有效使用，對于工藝、焊接等方面的應(yīng)用有巨大的推動作用，并可以有效促進此類工藝的發(fā)展與進步，同時，還可以提高工作效率，幫助工人減少工作量。

2.3 工程力學(xué)在機械修理中的應(yīng)用

工程力學(xué)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)的各個領(lǐng)域中，對應(yīng)對工程問題起到基礎(chǔ)性的作用。對于機械方面出現(xiàn)的嚴重破壞問題，多數(shù)情況下是依據(jù)工程力學(xué)做出判斷。

例如，在汽車機械修理的過程中，首先判斷出汽車的半軸套管斷裂的根源與具體的修復(fù)措施等，在此過程中所有的應(yīng)對手段，都體現(xiàn)出了物理力學(xué)在機械修理方面的廣泛應(yīng)用與積極作用。

3 總結(jié)

本文主要針對于物理力學(xué)在機械方面的應(yīng)用進行了相關(guān)方面的分析和探討，通過本文的研究，我們了解到，隨著時代的進步，在科技迅速發(fā)展的同時，也促進了力學(xué)的發(fā)展。力學(xué)作為獨立的基礎(chǔ)性科學(xué)而言，其發(fā)展對于機械的各個領(lǐng)域都起到了廣泛的促進作用，如發(fā)電機、壓力容器等方面的運用與研究，尤其是在機械方面的運用，更是具有其廣泛性與深入性。因此，物理力學(xué)對于機械方面的進步具有巨大的推動作用，對于物理力學(xué)要進行不斷的探索與分析，從而將物理力學(xué)更加充分的應(yīng)用于機械業(yè)中，實現(xiàn)我國社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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[責(zé)任編輯：張濤]endprint