大学材料专业公式

左芳精彩说 · 2024-12-27 14:52:08

应力与强度条件

拉压

σ = σ_max

剪切

τ = τ_max

挤压

σ = σ_max

圆轴扭转

τ = τ_max

平面弯曲

σ = σ_max

斜弯曲

σ = σ_max

拉(压)弯组合

σ = σ_max

圆轴弯扭组合

第三强度理论:σ = σ_max + 3τ_max

第四强度理论:σ = σ_max + 4τ_max

变形及刚度条件

拉压

ΔL = ∑∫(σ_x) dx

扭转

Φ = ∫(τ/G) dθ

弯曲

EIy(x) = M(x)

EIθ(x) = M(x) + C

其他常用公式

外力偶矩计算公式

M = P × n

弯矩、剪力和荷载集度之间的关系式

M = F × L

轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式

σ = F/A

轴向拉压杆斜截面上的正应力与切应力计算公式

σ = F/A × tan(α)

τ = G × γ

纵向变形和横向变形

δL = (L1 - L) / L

δw = (w1 - w) / w

纵向线应变和横向线应变

ε_x = (L1 - L) / L

ε_y = (w1 - w) / w

泊松比

μ = -ε_y / ε_x

胡克定律

σ = Eε

受多个力作用的杆件纵向变形计算公式

ΔL = ∑(F_i × a_i)

承受轴向分布力或变截面的杆件,纵向变形计算公式

ΔL = ∫(F(x) × dx)

轴向拉压杆的强度计算公式

σ = F/A

延伸率

δ = (L1 - L) / L

截面收缩率

ψ = (w1 - w) / w

剪切胡克定律

τ = Gγ

拉压弹性模量E、泊松比μ和切变模量G之间关系式

G = E / (2(1 + μ))

圆截面对圆心的极惯性矩

I = π × (d/2)^4 / 12

圆轴扭转时横截面上任一点切应力计算公式

τ = T × r / (I + r^2)

圆截面周边各点处最大切应力计算公式

τ_max = T / (ω × r)

扭转截面系数

Wt = I / (ρ × L)

圆轴扭转角φ与扭矩Mx、杆长l、扭转刚度Gφ之间的关系

φ = Mx / (G × I)

这些公式涵盖了材料力学中的基本概念和计算,适用于材料科学、机械工程等相关专业的学生和专业人士。建议在实际应用中,根据具体问题和条件选择合适的公式进行计算。

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