機械結構設計中的力學原則

機械（xiè）結構設計中要注意哪些力學（xué）原則？這篇文章告訴你，收藏起來慢慢看。

1、強（qiáng）度計算和試驗準（zhǔn）則

（1）對承受較大負載或扭矩的鈑金位置，強度須經過計算，並安全合格

（2）必要時（shí）須有試驗報告和數據（jù）。

2、均勻受載準則（zé）

（1）通過構（gòu）件設計，使受力載荷分布均勻，載荷（hé）不集中（zhōng）可以保證同等條件（jiàn）下，承受的應力成倍增加。

（2）連續性和載荷均勻分布的設計可以實（shí）現。

3、力流路徑最短準（zhǔn）則

（1）力流優（yōu）先走較短路徑，剛度最大的路徑。

（2）力線連（lián）續。為提高構建剛度（dù），盡量使力流路徑最短，越短（duǎn）則受（shòu）力區（qū）域越小，累積變形就越小，剛度就提高（gāo）。

（3）盡量保（bǎo）證力（lì）流線（xiàn）路的直線（xiàn）狀（zhuàng）態，這時（shí）力流路徑最短。

4、減低缺口效應準則 

缺口效應的原因是力流在截麵（miàn）突變（biàn）處，被迫急劇改變（biàn）原有路徑，因而力流搶近道引（yǐn）起近道局部（bù）力線擁擠，應力（lì）急劇集中上升。

解決措施：

（1）避免截麵（miàn）突變的設計，尤其是（shì）避免力（lì）流截麵急劇變小；

（2）降低缺口附（fù）近的材料鋼度；

（3）加預壓力應力；

（4）避免力流突（tū）然轉彎，孔、槽、螺紋、台肩等缺口處易發生；判定標準是界麵尺寸變化的急（jí）劇程度。

5、變形協調準則

在（zài）力的傳遞中，構件會發生變形，變形不對稱、接觸麵變形不匹（pǐ）配等都會引起走偏、應力集中等問題。

解決措施： 

在接觸麵處，降低構件在（zài）力（lì）流方向上的（de）剛（gāng）度（dù），以（yǐ）便減（jiǎn）少對另一構件變形的阻礙，使變形同步；如：軸承的軸（zhóu）固定架、天（tiān）車的導軌。

6、等強度準則

（1）構件局部的應力和該處的材（cái）料許用值相等，省材料降能耗。

（2）注意次要載荷的影響。

7、附加力自平衡準則
力傳遞中，出現的無用（yòng）力或力矩，白白增加損耗，通過讓附加力自行平衡或（huò）抵消（xiāo）的方（fāng）法解決。
解決措施：
1.平衡件；
2.對稱安置。

8、空心截麵準則 

彎曲和扭轉應力在橫截麵（miàn）越遠離中心越大，橫截麵中心很小，同等材料（liào）截麵積情況下，空心（xīn）的結構有（yǒu）更好的強度和剛度。

空心也可以通過其他形（xíng）式實現，不一定（dìng）就得是圓管形；空心結構的壁厚不能太薄，否則發生局部（bù）皺折（shé）而喪失承載能力。

9、受扭截麵凸形封閉準則

受扭轉作用的薄壁構件的截麵避免開口形狀，抵抗剪（jiǎn）切變形的能力（lì）低，扭轉剛度就低。

10、最佳著力點準則 

力矢量經（jīng）過橫截麵扭轉中（zhōng）心（xīn），不會產生附加扭矩；多個力的作用節點盡量使（shǐ）力矢量交匯於一處，避免附加彎矩，降低應力（lì）水平。

11、受衝擊載荷結構柔性設計

在有衝擊載荷（hé）的情況下，加大其柔性，避免（miǎn）衝擊，但快速響應特性會下降。

柔性準則的措施：

（1）增加等截麵杆的長度；

（2）避（bì）免截麵突變；

（3）安裝緩衝器；

（4）選用彈性（xìng）模量小的（de）材（cái）料。

12、避免長壓杆失穩準則

對（duì）金屬構（gòu）件，壓應（yīng）力是拉應力的多倍，但壓狀態下，失穩破壞會破壞強度，設計上應避免。

注意檢查是否有細長杆受壓結構。

改進措施有：

（1）加大截麵慣性矩；

（2）減小壓杆長（zhǎng）度；

（3）加強支撐約束性；

（4）截麵形狀與約束方式的最優（yōu）組合；

（5）合理選材（cái）

處於彈塑階段的中小柔度杆，用（yòng）高強度鋼（gāng）；

對大柔（róu）度杆，高強度鋼不能提高其穩定性，須用普通鋼。

13、熱變（biàn）形自由準則

使結構因（yīn）為受（shòu）熱的變形自由。

具體（tǐ）措施：
（1）留有熱變形的間隔
（2）加（jiā）膨脹節
（3）或將管道做成彎的。