机械设计里的力学知识

机械设计里的力学知识
2006年10月30日 星期一 16:19通过翻阅相关的资料，我发现在大学里学习的“机械原理”、“机械设计”如再加上“高等机械设计”、“高等机构学”和“高等机械传动设计”和“现在设计理论方法”，作为机械专业的学生，机械设计理论基本就学的差不多了。但是如果要成为一名出色的机械设计工作者还需要对：材料、加工工艺、制造技术、设备管理等方面有很深的了解，同时还要熟练几种CAE和CAD软件作为设计辅助工具。当然丰富的经验是必须的，因为是学生暂且放一放这个。

看看我们还遗漏了什么没有，呵呵，还要有良好的数学素养和高深的应用力学知识。

这也是我今天得到的最大的收获：机械专业需要的力学大概有两部分（我不学流体）：一般力学和固体力学

一般力学：

一般力学大概可以分为：静力学、运动学、动力学和与某些现代技术相关的学科（如陀螺力学、振动理论、运动稳定性理论、自动控制理论、机器人动力学）

静力学里面又分为：分析静力学（研究任意质点系的平衡条件）、几何静力学（研究刚体的平衡规律，又叫刚体静力学）。静力学是其他工程力学的基础。

运动学：从几何角度描述和研究物体位置随时间变化规律，不考虑外力对物体的作用。它的主要研究对象是质点、刚体、和变形体

动力学：研究质点、质点系、刚体的运动及所受的力之间的关系。分别为：质点动力学、质点系动力学、刚体动力学

从以上我查到的资料看，大学的“理论力学”基本囊括了一般力学的全部研究方面，只不过研究的比较浅显。同样对“理论力学”来说根据研究方法的不同又分为：矢量力学和分析力学。我大学读的是矢量力学，没有接触过分析。我查到“分析力学”是经典物理学的基础之一，也是整个力学的基础之一，他用数学分析的方法解决力学问题，以后要学的高等动力学、多刚体系统动力学等很多高等一般力学知识的基础。对于本科学机械设计来说“理论力学”可能就够了，但是如果像我准备做振动和机构动力分析问题，还要再继续学习一般力学的知识，看来“分析力学”是枢纽。

固体力学

在做设计的过程中，对机械零件的应力分析是关键步骤，这就涉及很
多的固体力学的知识

“固体力学”的研究任务：通过对工程材料或结构的强度、刚度、稳定性分析来判断他们能否在要求的载荷下正常工作，同时为设计合理结构和发展新型结构提供理论依据。它可分为：材料力学、弹性力学、塑性力学、结构稳定性理论、结构振动性理论、断裂力学、复合材料力学以及疲劳、粘弹性

力学、粘塑性力学等。

研究内容：弹性问题、塑性问题、弹塑性问题、线性和非线性问题

研究对象：杆和杆系、板和壳、三维物质、薄壁结构

这里面的个别课程大学时候都学过，“固体力学”有一个重要的辅助分支：计算固体力学根我们应用和接近，因为除了材料力学问题因为有过多的假设而使他很好解外，其他的动不动就是偏微分方程，遇上非线性的就更复杂，所以需要数值解法，有限元方法是计算固体力学应用最广泛的方法。我要用的ANSYS就是了

今天就写到这了，希望随着学习的深入会有更高层的认识。