機械結構設計中的力學原則

機械結構設計中要注意（yì）哪些（xiē）力學原則？這篇文章告訴你，收藏起來慢慢看。

1、強度計算和試驗準則

（1）對（duì）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（hé）格

（2）必要時須有試驗報告和（hé）數據。

2、均勻受載準則

（1）通過構件設計，使受力載荷分布均（jun1）勻，載荷不（bú）集中（zhōng）可以保證同等條件下，承受的（de）應力成倍增加。

（2）連（lián）續性和載（zǎi）荷均勻分布的設計可（kě）以實現。

3、力流路徑最短準則

（1）力流優先走較短路徑，剛度最大的路徑。

（2）力線連續。為提高構建剛度，盡量（liàng）使力流路（lù）徑最短，越短則受力區域越（yuè）小，累積變形就越小，剛度就提高。

（3）盡量保證力流線（xiàn）路的直線狀（zhuàng）態，這時力流路徑最短。

4、減低缺口效應準則 

缺口效應的原因是力流在截麵突變（biàn）處，被迫急劇改變原（yuán）有路徑，因而力流搶近道引起近道（dào）局部力線（xiàn）擁擠，應力急劇集中上升。

解決措施：

（1）避免截麵突變的設計，尤其是避免力流（liú）截麵（miàn）急劇（jù）變小；

（2）降低缺口附（fù）近的材料鋼度（dù）；

（3）加預壓力應力；

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

5、變形協調準則

在力的傳遞（dì）中，構件會發生（shēng）變形（xíng），變形不對稱、接觸麵變形不匹配等都會引起走偏、應力集中等問（wèn）題。

解決措施： 

在接觸麵處，降低構件在力流方向上的剛度，以便減少對另一構件變形的阻礙，使變形同步；如：軸承的軸固（gù）定架、天車的（de）導軌。

6、等強度（dù）準（zhǔn）則

（1）構件局部的應力和該處的材料許（xǔ）用（yòng）值相等，省材（cái）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（wú）用力或力矩，白白增加損耗，通過讓附加力自行平衡或抵消（xiāo）的方法（fǎ）解決。
解決（jué）措施：
1.平衡件；
2.對稱安置。

8、空心截麵準則 

彎曲和扭（niǔ）轉應力（lì）在橫截麵越遠離中心越大，橫截麵中心（xīn）很小，同等材料截麵積情況下，空心的結構有更好的強度（dù）和（hé）剛度。

空心也可（kě）以通過其他形式實現，不一定就得是圓管形；空心結構的壁厚不能（néng）太薄（báo），否則發生局部皺折（shé）而喪失承（chéng）載能力。

9、受扭截麵凸形封閉準則

受（shòu）扭轉作用的薄壁構件的（de）截麵避免（miǎn）開口形狀，抵抗剪切變形的能力低，扭轉剛度就低。

10、最佳著（zhe）力點準則 

力矢量經過橫截麵扭轉中心，不會產（chǎn）生附加扭矩；多個（gè）力的作用節點盡量使力矢量交匯於一處，避免附加彎（wān）矩，降（jiàng）低應力水平。

11、受衝擊載荷結構（gòu）柔性設計

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

柔性準則（zé）的措施（shī）：

（1）增加等截麵杆的長度；

（2）避免截麵突變；

（3）安裝緩衝器；

（4）選用彈性模量小的材料。

12、避免長壓杆失穩準則

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

注意檢（jiǎn）查是否（fǒu）有細長杆（gǎn）受壓（yā）結構。

改（gǎi）進措施有：

（1）加大截麵慣性矩；

（2）減小壓杆長度；

（3）加強（qiáng）支撐約（yuē）束性；

（4）截麵形狀與約束方式（shì）的最（zuì）優組合；

（5）合理選材

處於彈塑階段的中小柔度杆，用高強度鋼；

對大柔（róu）度（dù）杆，高強（qiáng）度鋼不能提高其穩定性，須用普通鋼。

13、熱變形（xíng）自由（yóu）準則

使結構（gòu）因為受（shòu）熱（rè）的變形（xíng）自由。

具體措施：
（1）留有熱變形（xíng）的間（jiān）隔
（2）加膨脹節
（3）或（huò）將管道做成彎的。