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我們首先對(duì)機(jī)械的一些基本概念關(guān)系進(jìn)行梳理，并考慮機(jī)械系幾門基本學(xué)科的關(guān)系。 機(jī)械是機(jī)器或者機(jī)構(gòu)的統(tǒng)稱，而機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的，因此機(jī)構(gòu)是機(jī)械的重要研究對(duì)象。（實(shí)際上，機(jī)械原理就是專門研究機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析的學(xué)科） 機(jī)構(gòu)是由多個(gè)構(gòu)件通過(guò)運(yùn)動(dòng)副連接而形成的一種相對(duì)可動(dòng)系統(tǒng)，因此構(gòu)件以及運(yùn)動(dòng)副是機(jī)構(gòu)的基本元素。 構(gòu)件是由多個(gè)零件通過(guò)焊接，粘接，鉚接，螺紋連接等形成的不可動(dòng)的系統(tǒng)，因此零件是機(jī)械的最基本研究對(duì)象。（實(shí)際上，機(jī)械設(shè)計(jì)就是以零件為研究對(duì)象，研究其分析和設(shè)計(jì)的學(xué)科） 零件包含像齒輪，鏈輪，帶輪，凸輪，軸這樣的傳動(dòng)件，以及像螺釘，螺母，螺栓，平墊圈，彈簧墊圈這樣的標(biāo)準(zhǔn)件，還包括由方管，圓管，方鋼，圓鋼，工字鋼，槽鋼，角鋼等型材和板材構(gòu)成的機(jī)架等結(jié)構(gòu)件。 這些零件在機(jī)器中，總會(huì)受到力的作用，當(dāng)受力較大時(shí)，它們可能會(huì)發(fā)生較大的變形，甚至斷裂。如果發(fā)生了斷裂，小則影響到局部，大則使得整臺(tái)機(jī)器失效。因此研究這些構(gòu)件的變形和斷裂就成為機(jī)械設(shè)計(jì)很重要的問(wèn)題。 研究變形，在力學(xué)里面稱為剛度問(wèn)題；研究斷裂，在力學(xué)里面稱為強(qiáng)度問(wèn)題。所以，強(qiáng)度問(wèn)題和剛度問(wèn)題是力學(xué)研究的兩個(gè)重要問(wèn)題。 前面多提到的零件，種類很多，但是如果從幾何尺寸方面來(lái)考慮，我們則可以把他們分為以下幾類： 第一類：桿類零件。所謂桿類零件，是指在零件的三個(gè)尺寸中，有一個(gè)尺寸遠(yuǎn)大于另外兩個(gè)尺寸。在幾何里面，它可以用線段來(lái)表述，而在機(jī)械里面，它表現(xiàn)為軸，螺釘，螺栓，銷釘，方管，方鋼，圓管，圓鋼，槽鋼，工字鋼等零件。 第二類零件，板類零件，是指在零件的三個(gè)尺寸中，有一個(gè)尺寸遠(yuǎn)小于另外兩個(gè)方向的尺寸。在幾何里面，可以用面來(lái)表述它。而在機(jī)械里面，它表現(xiàn)為機(jī)器的外殼，齒輪，鏈輪，帶輪，平墊圈，彈簧墊圈，以及一些起連接作用的板件。 第三類零件，塊狀零件，是指三個(gè)尺寸都差不多的零件。在幾何里面，用體來(lái)表述。一般不屬于桿和板類的零件，都可以看成是塊狀零件。 針對(duì)上述三類零件的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題，分別有相應(yīng)的學(xué)科來(lái)研究它們。 研究單根桿件的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為材料力學(xué)。而研究由多根桿件組成的結(jié)構(gòu)（如桁架，剛架，框架）的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為結(jié)構(gòu)力學(xué)。材料力學(xué)是機(jī)械系，土木系，力學(xué)系最重要的力學(xué)課程，而結(jié)構(gòu)力學(xué)是土木系最重要的力學(xué)課程，也是該系的考研專業(yè)課。 研究板類零件的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為板殼力學(xué)。很多壓力容器都需要考慮受力下容器的強(qiáng)度問(wèn)題，所以它是過(guò)程裝備與控制專業(yè)的重要力學(xué)基礎(chǔ)課程。 研究塊狀零件的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為固體力學(xué)。固體力學(xué)是力學(xué)系的重要力學(xué)基礎(chǔ)課程。 另外，一個(gè)零件在受力時(shí)會(huì)發(fā)生變形，如果在撤掉外力以后變形可以完全恢復(fù)，所發(fā)生的變形就稱為彈性變形；如果發(fā)生的變形不能完全恢復(fù)，所發(fā)生的變形就稱為塑性變形。在彈性變形范圍內(nèi)研究任意幾何體的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為彈性力學(xué)；而在塑性變形范圍內(nèi)研究任何幾何體的強(qiáng)度和剛度問(wèn)題的學(xué)科，稱為塑性力學(xué)。 材料力學(xué)主要是針對(duì)單根桿件，在彈性變形范圍內(nèi)考慮其強(qiáng)度和剛度問(wèn)題。 以上就是機(jī)械系幾門基礎(chǔ)學(xué)科關(guān)系的小結(jié)。 |
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