身邊的力學(xué)論文正稿

1、院系：土木工程學(xué)院專業(yè)：建筑環(huán)境與設(shè)備工程班級(jí)：姓名:學(xué)號(hào)：聯(lián)系方式：身邊的力學(xué)、引言:我們平時(shí)都很難想到力學(xué)在生活中具體有著什么作用 ，然而力學(xué)在生活 中的應(yīng)用有很多，人人都知道幾乎所有的實(shí)體都和力學(xué)有著關(guān)系，例如我們中 學(xué)中學(xué)過，人走路和摩擦力、支持力有關(guān)，砂輪磨東西和和離心力有關(guān)。我們 確實(shí)很不善于去深析其中的道理。我們以往學(xué)習(xí)的力學(xué)是純粹的理論學(xué)習(xí)，理解其中的受力原理，做好物理 分析即可。對(duì)于實(shí)實(shí)在在的生活現(xiàn)象的剖析，我們卻沒有做好。在課堂上，老 師說到空泡理論、壓力變化引起物體相變等這些知識(shí)我們都是有所了解的，但是要去分析現(xiàn)象得出原理，卻沒有那么簡(jiǎn)單了 ，這不僅需要深刻理解理論的同

2、時(shí)，練就一雙有洞察力的眼睛。、汽車上的力學(xué)：，較多汽車身上使用的的力學(xué)知識(shí)除了軸承之間的帶動(dòng)等簡(jiǎn)單機(jī)械運(yùn)動(dòng)外就是流體、熱力兩大部分了。這些多是作用在空氣或者是液體上的力，所以常是以壓力、溫度和速度的形式表現(xiàn)出來的。我們都知道汽車能夠形式起來都源自于其各個(gè)軸承相互傳動(dòng)帶來帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)來支配車輛運(yùn)動(dòng)的。這些設(shè)計(jì)1、汽車上的流體力：流體力學(xué)和傳統(tǒng)的固體受力不同，它旨在研究流體本身的靜止?fàn)顟B(tài)和運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)，以及流體和固體界壁間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的相互作用和流動(dòng)的規(guī)律。所研究的受力物質(zhì)是水、空氣、汽輪機(jī)工作介質(zhì)的水蒸氣、潤(rùn)滑油等。在汽車身上有 著很多關(guān)于流體力的運(yùn)用，最主要的就是其外輪廓的流線設(shè)計(jì)。同我們平時(shí)喜

3、歡玩的球一樣，設(shè)計(jì)其外形除了好看，運(yùn)動(dòng)舒適外，很大一 部分就是考慮其外形會(huì)對(duì)其空中飛行有什么影響了。例如高爾夫球，表面設(shè)很多多面體凹點(diǎn)，目的在于利用多面造型就是利用粗糙度使層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R 界雷諾數(shù)減小，使流動(dòng)變?yōu)槲闪?，以減小阻力。足球、籃球在流線上也有考 慮。生活中常見的這些來來往往飛馳的汽車，簡(jiǎn)直是與流體力學(xué)的巧妙結(jié)合。 好的汽車表面都有著近乎完美的流線 ，為了讓運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車車身上的氣流順利通 過，減少車身上對(duì)氣流的擾動(dòng)，減少渦流的產(chǎn)生，以增大行駛速度。車的前部 設(shè)計(jì)成稍微偏下的樣子，是為了減少當(dāng)速度增大時(shí)從車底流過造成作用在車身 上的升力，這樣車輛就不會(huì)在高速行駛時(shí)打滑、剎車?yán)щy了。對(duì)賽

4、車而言，它 需要的是負(fù)升力，也就是下壓力；這是通過把機(jī)翼狀的導(dǎo)流板顛倒安裝 ，然后 用活動(dòng)板條把側(cè)艙與地面之間的間隙密封起來，以防止氣流從側(cè)面進(jìn)入車底。車尾的喉管使車底的空氣加速流動(dòng)，從而形成了一個(gè)低壓區(qū)，由此產(chǎn)生的巨大 下壓力把賽車吸向地面。這樣汽車就可以牢牢的抓住地面，更好的掌握制動(dòng)的 能力。而飛機(jī)的造型則近乎完全是為了考慮流體作用于機(jī)翼的升力而設(shè)置。對(duì)機(jī)翼來說，它的側(cè)剖面是一個(gè)上緣向上拱起，下緣基本平直的形狀。所以氣流吹 過機(jī)翼上下表面而且要同時(shí)從機(jī)翼前端到達(dá)后端，從上緣經(jīng)過的氣流速度就要 比下緣的快。按照物理學(xué)的伯努利方程的原理同樣是流過某個(gè)表面的流體，速度快的對(duì)這個(gè)表面產(chǎn)生的壓強(qiáng)要小

5、。因此就得出機(jī)翼上表面大氣壓強(qiáng)比下表面的要小的結(jié)論，這樣子就產(chǎn)生了升力，升力達(dá)到一定程度飛機(jī)就可以離地而 起。同時(shí)飛機(jī)機(jī)頭設(shè)置成尖錐形，方便高速飛行中氣流順利通過。我們也可以用增加設(shè)備的方式改變空氣流動(dòng)。以卡車為例，影響和提升汽車的動(dòng)力特性的裝置主要的是它的導(dǎo)流罩。研究表明，在廂式貨車上安裝導(dǎo)流罩，可以大幅度的降低氣動(dòng)阻力、節(jié)省燃料消耗。安裝導(dǎo)流罩使得氣動(dòng)阻力 系數(shù)曲線上的臨界雷諾數(shù)增大：設(shè)置薄壁式的導(dǎo)流罩底邊和駕駛室頂面之間的間 隙，可以增強(qiáng)導(dǎo)流罩的減阻效果。在廂式貨車尾部安裝渦流穩(wěn)定器，可以降低 尾渦區(qū)內(nèi)氣流能量的消耗，使靜壓回升，壓差阻力減小。2、汽車中的熱力學(xué)：熱力學(xué)主要研究熱能與機(jī)械

6、能和其他能量之間相互轉(zhuǎn)換的規(guī)規(guī)律及其應(yīng) 用，生活中通過熱量的增減來帶來機(jī)械效果或者依靠機(jī)械作用帶來熱量改變的 都是熱力學(xué)的作用。在汽車中就主要是發(fā)動(dòng)機(jī)和車載空調(diào)中。2.1發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是一種將內(nèi)燃機(jī)是通過燃料的燃燒，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱力機(jī)械。它將空氣與汽油以一定的比例混合成 良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能， 高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過連桿、曲軸 飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。當(dāng)噴出霧狀油和空氣混合打火后產(chǎn)生幾乎爆炸的效 果，使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的壓力急劇升高，活塞推動(dòng)軸承運(yùn)動(dòng)使得發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸獲得 推動(dòng)力，也就是

7、讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，從而使汽車行駛。汽車的最基本動(dòng)力就是燃燒的內(nèi)能，所以通常提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率的方法就 是定期更換機(jī)油史燃燒性高提高效率，使用高純度汽油。同時(shí)我們也能適當(dāng)提高發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)的可承受壓力來提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。通常我們見到的發(fā)動(dòng)機(jī)都是往復(fù)式的，但是在賽車或者其他特殊車輛中 可能也能使用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)或者其他的多缸發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然形式有不同，但是實(shí)際上原理相同，都是依靠燃料燃燒導(dǎo)致壓力周期性上升來產(chǎn)生的。2.2空調(diào)通風(fēng)系統(tǒng)汽車中的空調(diào)也是熱力學(xué)運(yùn)用的一個(gè)例子。其運(yùn)行的核心是壓縮機(jī)，實(shí)際上和發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理相同，只不過是需要用電或者直接是發(fā)動(dòng)機(jī)軸承帶動(dòng) 活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，壓縮機(jī)將氣態(tài)的氟利昂壓縮為高溫高壓的氣態(tài)氟

8、利昂，然后送到冷凝器散熱后成為常溫高壓的液態(tài)氟利昂，所以室外機(jī)吹出來的是熱風(fēng)。 然后到毛細(xì)管，進(jìn)入蒸發(fā)器，由于氟利昂從毛細(xì)管到達(dá)蒸發(fā)器后空間突然增 大，壓力減小，液態(tài)的氟利昂就會(huì)汽化，變成氣態(tài)低溫的氟利昂，從而吸收大 量的熱量，蒸發(fā)器就會(huì)變冷，室內(nèi)機(jī)的風(fēng)扇將室內(nèi)的空氣從蒸發(fā)器中吹過，所以室內(nèi)機(jī)吹出來的就是冷風(fēng)。然后氣態(tài)的氟利昂回到壓縮機(jī)繼續(xù)壓縮，繼續(xù)循環(huán)。汽車是我們現(xiàn)代科技發(fā)明的結(jié)晶，新的發(fā)明很多都被運(yùn)用到了汽車制造 上。然而其中的力學(xué)道理在最近幾十年卻沒有實(shí)質(zhì)性的改變。一方面是因?yàn)楣?有的汽車行業(yè)設(shè)計(jì)模式有了慣性思維，另一方面或許也因?yàn)榱W(xué)的發(fā)展很難有 進(jìn)步，無法再改進(jìn)其中的力學(xué)模型了 。前

9、些天看到有設(shè)計(jì)說可以將汽車的外形設(shè)計(jì)成鎧式外殼，鱗狀外觀設(shè)計(jì) 可以打開和關(guān)閉氣流，零散的車身面板猶如覆蓋車身上的毛皮；這些鱗片通過 超級(jí)強(qiáng)的納米管電纜和電磁螺線相連，還可以跟蹤每個(gè)組件的壓力和動(dòng)態(tài)調(diào)整 為最高空氣性能的位置。同時(shí)在需要時(shí)，可以提供額外的下壓力。傳感器安裝 在每個(gè)車輪拱上，實(shí)時(shí)跟蹤的地面信息，以提供最大的接觸面積和抓地力。雖 然設(shè)計(jì)很出色，但是工程實(shí)施上很有難度，而且改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)固有的設(shè) 計(jì)生產(chǎn)模式也是相當(dāng)有難度的。三、感想：在以往的力學(xué)學(xué)習(xí)中，我們都會(huì)覺得力學(xué)是非常枯燥的，是難以捉摸 的。但在這門選修課程中，我們了解了一些生活中可見可知的力學(xué)實(shí)例，知道 了物理、力學(xué)知識(shí)在生活中是可知可感的。并且老師也聯(lián)系了許多理論、創(chuàng)新 方面的例子，很好的開闊了學(xué)生的視野。可以說這是我四