材料力學(xué)小論文3000字

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h材料力學(xué)論文

跳水板的性能分析

大連理工高校

姓名：

班級(jí)：運(yùn)船

學(xué)號(hào)：

跳水板的性能分析

姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：

]關(guān)鍵字：跳板；彎矩；剪力；撓曲線；轉(zhuǎn)角；最大沖力；拉力傳感器，靜態(tài)應(yīng)變儀

成果簡(jiǎn)介：最常見的在跳水競(jìng)賽中使用的跳水板是個(gè)典型的跳板使用例

子，其結(jié)構(gòu)和性能的好壞與運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)賽平安和水平能否正常發(fā)揮息息相關(guān)，所以討論跳板的結(jié)構(gòu)和性能有了必要性和時(shí)代性。就目前我們把握的材料力學(xué)的學(xué)問(wèn)和有關(guān)的資料，我對(duì)跳板的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行思索和探究；通過(guò)思索和探究，知道了在肯定條件下（肯定溫度肯定濕度等條件），怎么通過(guò)現(xiàn)有的學(xué)問(wèn)推斷：跳板需要什么樣的結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)是否合理，具有什么性質(zhì)的材料才能保證跳板工作的平安行性能的可行性。

正文：目前在跳水競(jìng)賽中使用的三米

跳板結(jié)構(gòu)如圖：全長(zhǎng)4898mm,板寬

500mm,前支點(diǎn)到后支點(diǎn)的的距離為

1883m，有合金或玻璃鋼制成，表面覆

蓋有防滑材料，其彈性極好。跳板是

末端被固定的杠桿，杠桿原理中有距

離支點(diǎn)越遠(yuǎn)，力臂越長(zhǎng)，彈力越大。

在跳板中，運(yùn)動(dòng)員會(huì)想盡方法讓自己最大限度地使用跳板的彈力。

運(yùn)動(dòng)員在踩在跳板上，從下蹲到雙腳離開跳板上升過(guò)程中，從能量轉(zhuǎn)化角度來(lái)說(shuō)是，運(yùn)動(dòng)員最終獲得的動(dòng)能并上升，首先是由運(yùn)動(dòng)員下削減的蹲重力勢(shì)能和化學(xué)能轉(zhuǎn)化為跳板的彈性勢(shì)能，其次是起跳過(guò)程人的化學(xué)能和跳板的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)動(dòng)員上升時(shí)的機(jī)械能。在日常生活中，我們會(huì)發(fā)覺運(yùn)動(dòng)員只經(jīng)過(guò)一次上述的過(guò)程是不能夠上升到足夠高的高度來(lái)來(lái)完成所需完成的競(jìng)賽動(dòng)作的，所以一般上述的下蹲起跳動(dòng)作會(huì)不止一次發(fā)生，也就是說(shuō)，跳板還要多次承受向下的沖力的作用（變形也是多次發(fā)生，但有一次變形是最大的），這最大沖力和跳板能承受的最大沖力以及如何保證運(yùn)動(dòng)員不從板上掉下是我們討論的主要問(wèn)題。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員的重力為G（跳水板的重量不大，為了便利分析就忽視了），跳板的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，寬度為b，許用應(yīng)力為［］，跳水板截面的面積A，截面型心縱坐標(biāo)Y，型心主慣性矩I,現(xiàn)在對(duì)跳板的受力如圖：其扭矩圖為：

彎矩圖為：

剪力圖為：

各點(diǎn)由于平面彎曲引起的應(yīng)力變與彎矩的關(guān)系為：

如圖，拉力傳感器連在跳板端點(diǎn)處，這樣施加不同的拉力值時(shí)，不同截面的應(yīng)變值就可以通過(guò)靜態(tài)應(yīng)變儀測(cè)得。由跳板的內(nèi)力圖及跳板的截面變

(y為所求點(diǎn)

化狀況可知危急截面的位置應(yīng)當(dāng)在中間支撐點(diǎn)四周的截面。從而可以用靜態(tài)應(yīng)變儀在中間支撐點(diǎn)位置找危急截面，也就是正應(yīng)力最大的點(diǎn)所在的截面。確定正應(yīng)力最大值所在截面后就可以依據(jù)截面的幾何性質(zhì)找到其危急點(diǎn)，最終通過(guò)分析可以再到該危急點(diǎn)的正應(yīng)力大小與拉力的關(guān)系，換個(gè)角度，也就是可以在知道拉力的大小時(shí)確定跳板的最大正應(yīng)力的值

。其

扭矩T=F﹒b;通過(guò)對(duì)該危急界面的幾何性質(zhì)和切應(yīng)力在截面上分布特點(diǎn)的分析可以確定該截面上存在切應(yīng)力最大與正應(yīng)力最大重合的點(diǎn)，切應(yīng)力最大值

。由于組合變形中彎曲切應(yīng)力數(shù)值比較小，所以可以不考慮剪

，

=通過(guò)

校核其強(qiáng)度是否滿意要求

力的影響。

（該模型相當(dāng)于一個(gè)彎曲扭轉(zhuǎn)組合變形）。

在實(shí)際使用中要保證板的結(jié)構(gòu)平安，就要保證沖力最大時(shí)，也就是速度削減