力学在机械工程专业中的应用分析

聂虎

【摘要】：机械工程学是人类社会发展史上历史最为悠久的学科之一，相对于其他的学科来说，机械工程学更为实用，人们在实际的生活工作中，机械工程学能够利用的范围也非常广泛，可以说，机械工程学是对人类社会的发展和进步所作出巨大贡献的学科之一。随着经济科技的不断发展，机械工程学在当前社会已经发展成为一门涉及机械、电气、控制技术和计算机技术等多学科的综合性学科，其中使用范围最为广泛，最有实用价值的为力学。因此，本文将简单论述力学在机械工程专业中的应用，以供广大读者参考。

【关键词】：力学；械工程

【引言】：力学是力与运动的科学，它既是一门基础科学， 又是一门应用众多且广泛的科学。力学虽然属于机械工程学，但是力学中所涉及的内容之广，是一门独立的基础学科，在很长一段时间的学习和研究中，已经被人们应用到各行各业，其中在力学这门学科中，有一项工程力学所涉及的范围实用性最大，工程力学具有现代多重工程建设以及理论相结合的特点，所涉及到的知识面和实践范围都非常广，也更加具有灵活性，对现代社会经济科技的发展和进步有着重大意义。因此，本文将立足于机械工程中的力学分支，简要论述力学的概念和发展历程，并对力学在机械中的应用进行探讨与分析。

1、力学概念以及力学在机械工程专业中的发展过程

1.1力学的概念：力学是一门非常基础的学科，很多的专业和学科中都有力学的存在，都需要通过学习和研究力学的基础概念和技能进行实际的操作，力学是有关力、运动和介质（固體、液体、气体和等离子体），宏、细、微观力学性质的学科，研究以机械运动为主，及其同物理、化学、生物运动耦合的现象。虽然力学在根本上是一门非常基础的学科，在很多专业和技术上都有非常大的作用，很多学科也都用得上力学，但是力学所被应用最广泛的专业还是机械工程专业，根据机械工程的特点，力学发挥了其最大的作用。与此同时，力学也是一门技术学科，力学所涉及和所要研究的范围非常广，在力学所涉及的众多力学学科领域中，工程力学相对来说是最为实用的一种，实用性非常强，这类基础性很强的实用学科，被广泛的应用于社会各行各业，是解决工程实际问题的重要基础。下文也会对工程力学的重要作用作出简单论述。

1.2力学的发展。力学的发展历史非常悠久，力学的起源最早是人们对自然现象的观察，人们通过观察和研究生产劳动中的各种自然现象，最早在建筑以及农耕方面使用，比如杠杆、汲水器等。最初在古希腊时期，力学附属于自然哲学，后来成为物理学的一个大分支。开始人们只能根据力的特性进行简单的应用，力与运动的结合实在欧洲的文艺复兴以后，人们才正式开始了对力学的研究。十七世纪后期，牛顿三大定律的提出标志着力学作为一门独立的学科开始形成。此后，资本主义从诞生到发展，在18世纪末，以动力学和运动学为主要特征的经典力学日益完善。19世纪，力学通过大机器的生产促进其在工程技术和应用方面的发展，推动了结构力学、弹性固体力学和流体力学等主要分支的建立。19世纪末，力学已是一门相当发展并自成体系的独立学科。

2、不同种类力学在机械工程中的应用

因为力在机械工程中有着非常基础的作用，是机械工程专业发展的基础。力学是力与运动的科学，其中力学也有较多分支，不同作用和特性的力学在机械工程中的应用范围也各不相同，主要有以下几种：

2.1机械工程专业中弹性力学的重要应用。

众所周知，弹性力学也就是弹性理论，主要通过研究弹性体在非内力或者温度变化等不稳定的外界因素下所产生的压力和物理移动。学习机械工程专业的专业人员知道，在机械运动当中，较多的机械在运行和运转过程中，速度相对较快，且承载的压力等都非常大，机械的弹性变化更是变化莫测，不可预知，如果不能从根本上掌握机械的运行状态，就会导致机械的运行出现失误从而变形，因此在机械的系统运行状态之前都必须将机械系统进行细致的设计和分析。由此可见，弹性力学在机械设计中应用广泛。

2.2力学分支中断裂力学在机械工程中的应用。

断裂力学，顾名思义，主要研究含裂纹构件的强度与寿命，是结构损伤容限设计的理论基础，也是固体力学的一门新分支。断裂力学虽然属于力学分支，但是断裂力学下面也有更精细的分支：线弹性断裂力学与弹塑性断裂力学两大类，（1）线弹性断裂力学适用于机械在裂纹尖端附近小范围屈服的情况；（2）弹塑性断裂力学适用于裂纹尖端附近大范围屈服的情况。断裂力学相对于其他的力学分支在机械工程中的应用更为细致，能够更好的应用到机械工程中细小的零部件中，可以有效提高机械的性能与功效，更能防止工程设备发生灾难性的断裂事故，以确保机械、设备的安全可靠与良好运行。

2.3工程力学在机械工程专业中修理系列的实际应用。

这类力学可以说是最为实用并且在我们的日常生活和工作中应用范围最广泛的一项，它能够很好的处理机械工程行业中所出现的大量实际故障及相关机械部件的破损问题。我们的生活中离不开各种各样的机械，机械的使用极大的方便了我们的工作和生活，在机械出现故障时，只要是物理方面的故障，大都需要根据力学方面的知识作出判断和分析，才能更好的明确机械产生故障的缘由。

总结

综上所述，能够清楚的发现，力学尽管是力与运动的科学，但是它的研究对象除物质的宏观机械运动之外，更包括微观方面机械专业工程中的电气、控制技术等。力学既是一门机械工程专业中的基础科学，更是一门在实际的经济科技中应用众多且广泛的科学。此外，力学与天文学和微积分学几乎同时诞生，不仅在机械专业有着举足轻重的作用，在经典物理的发展中也起着非常关键的作用，极大的推动了社会经济科技的发展和进步。

【参考文献】：

[1]王殿君，王伟，张宝生，申爱明，朱加雷. CDIO人才培养模式在机械电子工程专业综合训练中的应用[J]. 安徽师范大学学报（自然科学版），2011，03：241-243.

[2]张燕，张喜瑞，王高平. MATLAB在机械工程专业试验教学中的应用[J]. 农业装备与车辆工程，2011，09：64-66.

[3]司建，崔立达. 力学在机械工程中的延伸应用[J]. 河南建材，2013，04：160-161.

[4]杨孟涛，王晓梅，阳小燕，杨永刚. 项目实践教学在机械类专业中的应用探索——以培养学生创新意识和工程实践能力为目标[J]. 重庆科技学院学报（社会科学版），2013，09：190-191.