La mecánica es la ciencia de la fuerza y el movimiento. No es sólo una ciencia básica, sino también una ciencia con muchas y amplias aplicaciones. El siguiente es un ensayo de muestra sobre física y mecánica que he compilado para usted. ¡Puede leerlo y consultarlo! Documento sobre física y mecánica 1
Un breve análisis del surgimiento y desarrollo de la física. mecánica
Resumen: La mecánica física es principalmente una disciplina microteórica que estudia la macromecánica. El objetivo principal del estudio de la mecánica física es descubrir el método de cálculo de las propiedades mecánicas del medio mediante la comprensión de la interacción de las propiedades de las partículas microscópicas y luego basar la solución de los problemas mecánicos en la base del análisis microscópico. Este artículo analiza principalmente el surgimiento y desarrollo de la mecánica física y proporciona una base teórica para resolver problemas relacionados con la mecánica física.
Palabras clave: mecánica física; generación; desarrollo
1. Análisis de problemas a resolver en el desarrollo de la mecánica física
En el proceso de desarrollo de Mecánica física, necesitamos resolver dos problemas, uno es sobre propiedades físicas y el otro es sobre las leyes del movimiento. La mecánica física se ha convertido en la base para resolver problemas y establecer análisis microscópicos principalmente a través de la microcosmización de propiedades físicas y leyes del movimiento. Los parámetros sobre las propiedades físicas están representados principalmente por coeficientes en las ecuaciones de movimiento, como el coeficiente elástico, la conductividad térmica, el coeficiente de viscosidad, la velocidad del sonido, el calor específico, etc. Para resolver un sistema de ecuaciones de movimiento es necesario conocer sus valores numéricos asociados.
En la mecánica tradicional, los valores de los parámetros de las propiedades físicas deben medirse experimentalmente. En la mecánica física que estudiamos, los valores numéricos de los parámetros se calculan mediante una combinación de análisis microscópico y análisis de datos macroscópicos. Estudiamos la mecánica física no sólo para descubrir las leyes microscópicas de las propiedades de los materiales, sino también para encontrar métodos que puedan predecir las propiedades de nuevos materiales.
Para cuestiones relacionadas con el desarrollo de la mecánica física, primero comprendamos ejemplos de problemas de estructura de ondas de choque. El estado de la materia cambiará mucho antes y después de la onda de choque. Dentro de un cierto espesor del frente de onda, la materia se encuentra en un estado alejado del equilibrio. En este momento, los parámetros del estado físico macroscópico ya no son aplicables. Por tanto, necesitamos describirlo desde la perspectiva de la aplicación molecular. Como comenzar desde la perspectiva de la ecuación de Boltzmann y luego resolverla directamente.
En la década de 1960, se desarrolló aún más el problema de un par de estructuras de choque sin grados de libertad internos. Su desarrollo se debe principalmente al desarrollo de la tecnología informática, que permite a la ecuación de Boltzmann obtener ecuaciones matemáticas modelo y obtener soluciones precisas. Además, también es posible medir la correlación entre el tubo de choque y el túnel de viento de gas enrarecido en una región de mayor resolución. Aunque el tratamiento de estos problemas es preliminar, desde la perspectiva de las leyes del movimiento microscópico de la mecánica física, es de hecho un gran progreso.
Otro ejemplo similar es el estudio de la estructura de la zona de reacción de la onda de detonación. La investigación en este campo es más complicada que la de las estructuras de ondas de choque. La dificultad para resolver el problema radica en la complejidad de la teoría y la falta de experiencia experimental. Los problemas con el flujo de desequilibrio en láseres accionados de gases moleculares se deben principalmente al autodesequilibrio causado por la naturaleza de los grados de libertad internos de las moléculas en el flujo de gas en expansión. En este flujo de aire en rápida expansión, los dos grados de libertad de la vibración molecular están desequilibrados y no pueden describirse mediante una temperatura unificada. Por tanto, también es una cuestión de estar lejos del equilibrio.
2. Las nuevas tecnologías continúan promoviendo el desarrollo de la mecánica física.
La aparición y el desarrollo de la mecánica física son una tendencia importante en el desarrollo de la disciplina de la mecánica y un medio importante para promover el desarrollo de la tecnología de ingeniería moderna. Desde la década de 1940 hasta la actualidad, debido al continuo desarrollo y progreso de la tecnología de punta y la ciencia básica, la mecánica se ha enfrentado a una gran cantidad de problemas en condiciones especiales como temperaturas y presiones ultraaltas. A principios de la década de 1950, el famoso mecánico chino Qian Xuesen propuso que se debería establecer la disciplina de la mecánica física. Sus ideas captaron la tendencia general del desarrollo de la mecánica y previeron el rápido progreso en el futuro.
El continuo desarrollo de la ciencia y la tecnología en la sociedad humana ha proporcionado más condiciones para la investigación de la mecánica física. Si analizamos el desarrollo de la mecánica física en los últimos cincuenta años, vale la pena mencionar los principales avances en la teoría de líquidos. En 1972, McDonald y otros calcularon los resultados de isobaras y midieron datos de varios líquidos, lo que promovió la investigación sobre la teoría de los líquidos. En 1997, Wilson propuso el uso de la teoría de grupos de renormalización para resolver fenómenos críticos y logró avances significativos.
En los últimos 20 años, la investigación sobre sistemas de desequilibrio basada en la teoría de la estructura disipativa también ha logrado grandes avances. Sólo después de la década de 1950 la física atómica y molecular recibió una atención renovada, especialmente la aplicación continua de las computadoras, lo que impulsó en gran medida el desarrollo de esta materia. Otras tecnologías, como la tecnología de haces moleculares, la tecnología de dispersión de luz y la tecnología de difracción de neutrones, se han convertido en medios eficaces para estudiar la microestructura de sólidos y líquidos. Además, la tecnología de alta presión puede producir condiciones de alta presión por encima de decenas de millones de atmósferas, y se pueden utilizar microscopios electrónicos de gran aumento para observar fenómenos a escala atómica. Las nuevas tecnologías y los nuevos inventos crean condiciones favorables para futuras investigaciones en mecánica física.
Este artículo lleva a cabo una discusión relacionada con el surgimiento y desarrollo de la mecánica física. A través de la investigación de este artículo, entendemos que al realizar investigaciones sobre mecánica física, debemos aclarar el propósito de la investigación de la mecánica física, y también debemos adoptar plenamente nuevas tecnologías y nuevos inventos y aplicarlos continuamente a la investigación. Mientras sigamos explorando y practicando, seguramente podremos promover aún más el desarrollo de la mecánica física.
Referencias:
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[4] Chen Weiping. Tendencias de desarrollo y temas de investigación de la mecánica moderna [J]. Journal of Taizhou Normal University, 2007, (06). de la mecánica Aplicación en maquinaria
[Resumen] La mecánica es la ciencia de la fuerza y el movimiento. No es sólo una ciencia básica, sino también una ciencia con muchas y amplias aplicaciones. Este artículo se basa en la mecánica, analiza brevemente la connotación y el proceso de desarrollo de la mecánica y lleva a cabo una discusión y un análisis más profundos de la aplicación de la mecánica en la maquinaria.
[Palabras clave] Mecánica, elasticidad, mecánica de fractura, mecánica de ingeniería, maquinaria
La mecánica es la ciencia de la fuerza y el movimiento. Su objeto de investigación es principalmente el movimiento mecánico macroscópico de la materia. Es a la vez una ciencia básica y otra ciencia con muchas y amplias aplicaciones. La mecánica nació casi al mismo tiempo que la astronomía y el cálculo, desempeñando un papel clave en el desarrollo de la física clásica y promoviendo el desarrollo y progreso de las ciencias de la tierra, como la física atmosférica, las ciencias oceánicas, etc. Al mismo tiempo, la mecánica también juega un papel cada vez más importante en el funcionamiento de la maquinaria y se utiliza ampliamente.
1. Mecánica
La mecánica es una disciplina básica independiente que estudia principalmente la energía y la fuerza y su relación con el equilibrio, la deformación o el movimiento de sólidos, líquidos y gases. A grandes rasgos se divide en tres partes: estática, cinemática y dinámica.
El desarrollo de la mecánica tiene una larga historia. En la antigua Grecia, la mecánica estaba afiliada a la filosofía natural y más tarde se convirtió en una rama importante de la física. En 1687, la proposición de las tres leyes de Newton marcó el comienzo de la mecánica. como una disciplina independiente. Posteriormente, con el desarrollo de la producción capitalista, a finales del siglo XVIII, la mecánica clásica, con la dinámica y la cinemática como características principales, se volvió cada vez más perfecta. En el siglo XIX, la producción de grandes máquinas promovió el desarrollo de la mecánica en la tecnología y las aplicaciones de la ingeniería, y promovió el establecimiento de ramas importantes como la mecánica estructural, la mecánica de sólidos elásticos y la mecánica de fluidos. A finales del siglo XIX, la mecánica ya era una disciplina bastante desarrollada e independiente.
2. Aplicación de la mecánica en maquinaria
La mecánica es muy utilizada en maquinaria, y entre sus aplicaciones típicas se encuentran las siguientes:
1. Mecánica elástica Aplicación en mecánica diseño
La mecánica elástica, también conocida como teoría elástica, es una rama importante de la mecánica de sólidos. Estudia principalmente la tensión, la deformación y el desplazamiento de cuerpos elásticos bajo la acción de fuerzas externas o cambios de temperatura y otros factores externos. Resolviendo así los problemas de resistencia y rigidez planteados en el diseño estructural o mecánico. En el movimiento mecánico, muchas máquinas operan a altas velocidades y transportan grandes cargas. No se puede ignorar el impacto de la deformación elástica mecánica en el sistema. El sistema mecánico debe analizarse y diseñarse como un sistema elástico. Se puede observar que la mecánica elástica se utiliza ampliamente en el diseño mecánico.
En términos generales, la mecánica elástica se usa ampliamente en el diseño de mecanismos de levas, diseño de mecanismos de engranajes y diseño de ejes.
El conocimiento de la mecánica elástica se utiliza en el diseño del mecanismo de engranaje. La involuta tiene muchas ventajas como curva de perfil de diente. Sin embargo, si se analiza con el conocimiento de la mecánica elástica, se puede concluir que sí. tiene algunos defectos inherentes, es decir, cuando dos engranajes se engranan para la transmisión, según el análisis de la fórmula hertziana en mecánica elástica, en las mismas condiciones, si se desea reducir la fuerza máxima de contacto de los dos engranajes en el contacto En este punto, debe aumentar el perfil de los dientes de los dos engranajes en el punto de contacto. El radio de curvatura integral de la transmisión de engranajes de espiral es para aumentar el radio de curvatura integral de los perfiles de los dientes de las dos ruedas en el punto de contacto, por lo que es necesario aumentar. el tamaño del mecanismo de engranaje y los dos perfiles de dientes de rueda en el punto de contacto. El rango de aumento del radio de curvatura integral es limitado, por lo que es difícil lograr aún más el propósito de reducir el tamaño del mecanismo de engranaje y aumentar en gran medida la carga. -capacidad de carga. Al mismo tiempo, la mecánica elástica también tiene muchas aplicaciones en el diseño de ejes. Para evitar fenómenos de vibración extrema, el cálculo de vibraciones es particularmente importante al diseñar ejes de alta velocidad, como los ejes principales de turbinas y los cigüeñales de motores. En este momento, se deben utilizar conocimientos de mecánica elástica.
2. Aplicación de la mecánica de fracturas en la ingeniería mecánica
La mecánica de fracturas es una nueva rama de la mecánica de sólidos que estudia principalmente la resistencia y la vida de los componentes que contienen grietas y es una medida de. Capacidad de daño estructural. La base teórica del diseño limitado. La mecánica de fractura se puede dividir principalmente en dos categorías: mecánica de fractura elástica lineal y mecánica de fractura elástico-plástica. La primera es adecuada para fluencia a pequeña escala cerca de la punta de la grieta, mientras que la segunda es adecuada para fluencia a gran escala cerca de la punta de la grieta. La mecánica de fracturas se desarrolla rápidamente, se utiliza ampliamente en la ingeniería mecánica y ocupa una posición importante. La aplicación eficaz de la mecánica de fracturas en la ingeniería mecánica no sólo puede mejorar el rendimiento y la eficiencia de la maquinaria, sino también prevenir accidentes catastróficos por fracturas en equipos de ingeniería para garantizar la seguridad, confiabilidad y buen funcionamiento de maquinaria y equipos.
En primer lugar, mi país ha logrado buenos resultados en la formulación de normas de evaluación de defectos estructurales y especificaciones de diseño de seguridad utilizando métodos de mecánica de fractura, como recipientes a presión, cilindros de gas licuado de petróleo pequeños pero de gran volumen y turbinas de vapor. Grupos electrógenos, etc.
En segundo lugar, la mecánica de fractura probabilística se utiliza ampliamente en el diseño de confiabilidad. La amplia aplicación de la mecánica de fractura probabilística en el diseño de confiabilidad ha promovido el rápido desarrollo del diseño de confiabilidad. La distribución de parámetros y el margen de seguridad se utilizan para reflejar la realidad objetiva que no puede reflejarse con precisión en el diseño convencional y la seguridad real que no puede reflejarse con precisión mediante el factor de seguridad en la evaluación de seguridad del diseño convencional. Dado que el margen de seguridad tiene en cuenta el segundo momento de tensión y resistencia, refleja mejor la esencia de la confiabilidad estructural y tiene en cuenta tanto las características de variación como los valores promedio. Por lo tanto, tiene una relación directa con la distribución de fallas, lo que hace que el diseño de seguridad. más preciso. Se ha aplicado de manera relativamente completa a estructuras de aeronaves en el extranjero, como análisis probabilísticos de tolerancia a daños, análisis de confiabilidad y accidentes de estructuras de aeronaves, análisis de durabilidad de estructuras de aeronaves, etc. La investigación típica que se realiza en este aspecto en nuestro país es el análisis de resistencia a la fatiga de uniones soldadas de tuberías de chaquetas de plataformas petrolíferas marinas.
Además, los métodos de mecánica de fracturas se pueden utilizar para realizar análisis de fallas de productos mecánicos. El análisis de fallas se refiere a la inspección y análisis realizados después de un accidente o falla. El propósito es encontrar la ubicación, la causa y el mecanismo de la falla, para comprender la dirección en la que se debe mejorar el producto y cómo repararlo. evitar que problemas similares vuelvan a ocurrir y seguir avanzando en la tecnología. Por lo tanto, la tecnología de análisis de fallas ha atraído la atención de todos los ámbitos de la vida. La mecánica de fracturas juega un papel importante en el análisis de fallas de productos mecánicos. Los principales modos de falla de los productos mecánicos son: fractura, fluencia, fatiga, corrosión, desgaste y daño térmico, etc. Todos pueden resolverse con la ayuda del método de la mecánica de fracturas y la tecnología de análisis de fracturas es una herramienta poderosa para las fallas. análisis.
Finalmente, el uso de la mecánica de fractura puede orientar la mejora de procesos y selección racional de materiales, como moldes, procesos de soldadura, etc., lo que puede reducir la carga de trabajo de los trabajadores.
3. Aplicación de la mecánica de ingeniería en la reparación mecánica
La mecánica de ingeniería involucra muchas ramas de la mecánica y una amplia gama de campos de tecnología de ingeniería. Es un campo de tecnología de ingeniería altamente teórico y relacionado. Los teoremas, leyes y conclusiones de la mecánica de ingeniería, una disciplina técnica básica muy estrechamente relacionada, se utilizan ampliamente en la tecnología de la ingeniería en todos los ámbitos de la vida y son una base importante para la resolución de problemas prácticos de ingeniería. Para abordar una gran cantidad de problemas de daños en la ingeniería mecánica, la mayoría de ellos se juzgan y analizan en función del conocimiento de la mecánica.
Por ejemplo, lo mismo ocurre con el análisis de daños y la reparación de piezas de automóviles durante la reparación de automóviles. Entre ellos, todo el proceso de determinar la causa de la fractura del manguito del eje del automóvil y determinar el plan de reparación refleja la aplicación de la ingeniería mecánica. Conocimientos en reparación de automóviles.
3. Conclusión
En la sociedad actual, la ciencia y la tecnología se están desarrollando rápidamente como materia básica, la mecánica definitivamente recibirá un mayor desarrollo y progreso, y obtendrá conocimientos más amplios y profundos en la maquinaria. . solicitud.
Referencias
[1] Lin Tongji, Pu Qun. Desarrollo de la mecánica moderna [J]. Progreso en Mecánica, 1990,
[. 2 ] Li Yanjun. Aplicación y contramedidas de la mecánica de ingeniería en la reparación de automóviles [J]. Asistente de ciencia y tecnología,
[3] Aplicación de la mecánica elástica en el diseño mecánico. J]. Revista de la Universidad Normal de Liaoning, 2005, (1).
[4] Wu Qingke, Liu Yuanjie, Zhang Yuhuai. Aplicación de la mecánica de fractura en ingeniería mecánica [J]. (6).