力學(xué)在生活中的應(yīng)用

1、力學(xué)在生活中的應(yīng)用力學(xué)在生活中的應(yīng)用通過這幾天教授們的講解，不僅使我明白了自己專業(yè)的發(fā)展方向，同時(shí)也讓我明白了力學(xué)在生產(chǎn)生活中的重要性，生命本來就充滿了無數(shù)的巧合，不記得是哪位教授說過“不是你選擇了力學(xué)，而是力學(xué)選擇了你”，或許我能來到這個(gè)專業(yè)，遇到這些同學(xué)和教授們就是一種緣分，珍惜這緣分，同時(shí)去熱愛一個(gè)專業(yè)。力學(xué)是一門基礎(chǔ)科學(xué)，它所闡明的規(guī)律帶有普遍的性質(zhì)為許多工程技術(shù)提供理論基礎(chǔ)。力學(xué)又是一門技術(shù)科學(xué)，為許多工程技術(shù)提供設(shè)計(jì)原理，計(jì)

2、算方法，試驗(yàn)手段力學(xué)和工程學(xué)的結(jié)合促使工程力學(xué)各個(gè)分支的形成和發(fā)展力學(xué)按研究對(duì)象可劃分為固體力學(xué)、流體力學(xué)和一般力學(xué)三個(gè)分支固體力學(xué)和流體力學(xué)通常采用連續(xù)介質(zhì)模型來研究；余下的部分則組成一般力學(xué)屬于固體力學(xué)的有彈性力學(xué)、塑性力學(xué)，近期出現(xiàn)的散體力學(xué)、斷裂力學(xué)等；流體力學(xué)由早期的水力學(xué)和水動(dòng)力學(xué)兩個(gè)分支匯合而成，并衍生出空氣動(dòng)力學(xué)、多相流體力學(xué)、滲流力學(xué)、非牛頓流體力學(xué)等；力學(xué)間的交叉又產(chǎn)生粘彈性理論、流變學(xué)、氣動(dòng)彈性力學(xué)等分支力學(xué)在工程

3、技術(shù)方面的應(yīng)用結(jié)果則形成了工程力學(xué)或應(yīng)用力學(xué)的各種分支，諸如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、巖石力學(xué)、爆炸力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、天體力學(xué)、物理力學(xué)、等離子體動(dòng)力學(xué)、電流體動(dòng)力學(xué)、磁流體力學(xué)、熱彈性力學(xué)、生物力學(xué)、生物流變學(xué)、地質(zhì)力學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、地球流體力學(xué)、理性力學(xué)、計(jì)算力學(xué)等等。教授們研究的方向覆蓋了力學(xué)大部分分支，這也給了我們繼續(xù)深造的有利條件，有的時(shí)候看著教授們的研究成果和所做的項(xiàng)目也會(huì)想，是不是有一天自己也能完成這樣的工作。從亞里士

4、多德時(shí)代的自然哲學(xué)，到牛頓時(shí)代的經(jīng)典力學(xué)，直至現(xiàn)代物理中的相對(duì)論和量子力學(xué)等，都是物理學(xué)家科學(xué)素質(zhì)、科學(xué)精神以及科學(xué)思維的有形體現(xiàn)。隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，物理已滲入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。物理學(xué)作為一門最基礎(chǔ)的自然學(xué)科，貫穿著人類文明的發(fā)展歷程，從遠(yuǎn)古燧人氏鉆木生火到如今的信息化社會(huì)的建設(shè)，都少不了物理的參與。燧人鉆木取火的基本原理正是摩擦生熱原理，在熱量積蓄到一定程度時(shí)就可以使木頭與氧氣發(fā)生劇烈反應(yīng)產(chǎn)生火焰。而物理在如今的生活中擁

5、有著更加廣泛的應(yīng)用，小到我們的生活，大至航空航天，人走路是利用了鞋與地面的摩擦力，向后蹬是給地施加了一個(gè)向后的作用力，然后由于物體間作用力人類在遠(yuǎn)古時(shí)代就開始制造各種器物，如弓箭、房屋、舟楫以及樂器等，這些都是簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)律以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度逐漸有了認(rèn)識(shí)，并且積累了經(jīng)驗(yàn)，這表現(xiàn)在古代建筑的輝煌成就中，如埃及的金字塔，中國的萬里長城、趙州安濟(jì)橋、北京故宮等等。盡管在這些結(jié)構(gòu)中隱含有力學(xué)的知識(shí)，但并沒有

6、形成一門學(xué)科。隨著人類的進(jìn)步發(fā)展，人們逐漸從這些結(jié)構(gòu)和實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展成現(xiàn)代的力學(xué)理論與方法。這些理論和方法幾乎被應(yīng)用到了沒所有的領(lǐng)域。建筑的發(fā)展和力學(xué)是密不可分的，可以說沒有可靠的力學(xué)與結(jié)構(gòu)分析就沒有安全而又實(shí)用的優(yōu)秀建筑。尤其是對(duì)于現(xiàn)代建筑的意義更為重要，每一座好的建筑在建造前都要通過很多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與安全評(píng)估，否則將產(chǎn)生諸多不好的后果，損失難以估計(jì)。首先是建筑結(jié)構(gòu)的合理性，如何在實(shí)際情況下選取合適節(jié)省材料的結(jié)構(gòu)方式完成工程很重

7、要。尤其要考慮到安全因素，從整體的靜力分析到有線單元的桁架與混泥土結(jié)構(gòu)、再到外部環(huán)境因素，如風(fēng)載荷、地震波、特殊場(chǎng)地的特殊設(shè)計(jì)要求等，這些都是我們要關(guān)注的。其次是建筑物材料的選取應(yīng)得當(dāng)，這對(duì)建筑物質(zhì)量和性能將產(chǎn)生本質(zhì)的影響。不同的材料有著不同的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及疲勞破損等，在工程應(yīng)用中要通過各種計(jì)算和軟件建筑工程申請(qǐng)認(rèn)證及實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，使材料在實(shí)際環(huán)境中安全正常的工作，如上圖便是對(duì)房屋桁架的測(cè)試。如何用最少的材料建造最安全實(shí)用的房屋是

8、有一套完整有序的過程的，通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型的力學(xué)分析，如它的抗彎能力、實(shí)用載荷大小、彈性性能、震動(dòng)要求等。尤其在一些大型橋梁建筑中使用的鋼結(jié)構(gòu)梁和拉桿等，在長期的負(fù)載作用下如何保持結(jié)構(gòu)的受力均衡和穩(wěn)定，在建造過程中的步驟和難點(diǎn)都應(yīng)該預(yù)計(jì)的到，如鋼筋混泥土的選擇，斜拉桿的分布及個(gè)數(shù)的多少，這些都對(duì)工程的施工和壽命有影響。所以做工程建造前必須有著嚴(yán)密的計(jì)算分析與可能出現(xiàn)情況的充分準(zhǔn)備及解決方案，這是每個(gè)工程建設(shè)人員必備的素養(yǎng)。最后是對(duì)工程實(shí)

9、際環(huán)境的考察和科學(xué)估計(jì)。如高原與平原的不同。高山與土層的分布、風(fēng)載荷地震雨水冷濕等自然因素的考量。有些甚至要考慮到特殊的人文需要，如建造地鐵，我們必須避開高大建筑層和易塌方段，建在核電站的建筑等等，在這些工程結(jié)構(gòu)中體現(xiàn)出一個(gè)有一個(gè)特殊的規(guī)范和要求，如左圖的青藏鐵路建設(shè)，為了保證鐵路地基的長年冷凍狀態(tài)，在鐵路兩旁的地基中插入了數(shù)千根散熱棒，否則地基會(huì)有于長期的工作解凍坍塌裂縫等只是鐵軌受力不均，進(jìn)而可能造成不可預(yù)計(jì)的損失。這些都是要在實(shí)際