Реферат на тему Законы физики в машиностроении.

Содержание:

Введение 2
1. Разделы машиностроения, применяющие законы физики 4
1.1. Механика 5
1.2. Мехатроника и робототехника 6
1.3. Структурный анализ 7
1.4. Термодинамика. 8
1.5. Механика жидкости 9
2. Направления исследований 10
2.1. Микро электромеханические системы (MEMS) 10
2.2. Сварка трением с перемешиванием (FSW) 10
2.3. Композиты 11
2.4. Мехатроника 11
2.5. Нанотехнология 11
2.6. Анализ методом конечных элементов 12
2.7. Биомеханика 12
Вычислительная гидродинамика 13
Акустическая инженерия 14
Вывод 15
Литература 17

Введение:

Значение техники в жизни человечества исключительно велико. Нельзя назвать ни одной области деятельности людей, где не применялись бы те или иные технические средства.
Физика — это научная дисциплина. Он включает в себя изучение атомов и их движения в земной среде. Он также изучает различные энергии и силы, доступные в естественной среде. Обычно это аналитический предмет, который дает общий анализ природы, чтобы мы поняли, как работает вселенная! Если вам нравится применять рефлексивный подход к природе, то вам понравится изучать физику.
Инженерия — это практическая дисциплина, которая берет научные знания и разрабатывает новые вещи или новые способы ведения дел, то есть процессов! Инжиниринг считается умелой, творческой и профессиональной дисциплиной, которая приобретает знания из разных областей и применяет их для проектирования и создания машин, процессов, электронных устройств, ИТ-систем и т. Д. Если вам нравится прагматичный подход к вещам, то вы станете блестящим инженером.
Оба одинаково интересные темы, для гиков! Задумывались ли вы, в чем основное различие между этими дисциплинами? Справедливости ради стоит сказать, что физика — это единичный предмет, а инженерия связана с другими дисциплинами! Это правда, физика состоит из одной научной концепции, а инженерия — результат множества дисциплин! Хорошо, давайте рассмотрим машину для горячего тиснения. Инструмент, который используется, чтобы штамповать вещи навсегда! Допустим, мы работаем в небольшом печатном бизнесе, и нам поручено штамповать 1000 мелких изделий в неделю. Нам нужны небольшие стандартные машины горячего тиснения, которые используются для штамповки бумаги, канцелярских товаров, салфеток, открыток, кожгалантереи, изделий из дерева, пластмасс и некоторых других вещей! Мы не знаем, сколько единиц мы должны купить?
Как вы думаете, что произойдет, если мы попросим физика дать нам оценку, сколько единиц мы должны купить? Он хотел бы знать поверхностный слой каждого предмета, который мы собираемся штамповать. Он также учитывает температуру в помещении, чтобы рассчитать, как долго нам нужно хранить предмет в машине, чтобы удостовериться, что штамповка супер! Если мы хотим задать те же вопросы инженеру, он попросит обратиться к руководству по изготовлению оборудования. Он попытается понять, как работает машина, и какие компоненты используются для ее изготовления. Он также любит знать, сколько времени занимает печать различных предметов.
Вся эта информация поможет ему рассчитать точное количество единиц, необходимых для нашего бизнеса. Физик любит знать окружение машин и предметов, а инженер хотел бы знать эффективность работы машин и их работы с предметами. Я действительно считаю, что оба правы по-своему, просто нужно некоторое время, чтобы уравновесить «важные важные факторы», прежде чем соглашаться на количество.
Справедливо сказать, что есть очень тонкое различие между физикой и техникой. Физики имеют тенденцию открывать естественные законы и теории в универсальных терминах. Инженер стремится найти практические полезные вещи, которые можно использовать в повседневной жизни. Бывший пытается расширить знания в теоретическом плане, другой стремится улучшить наш образ жизни в реальном выражении! Какой из них более полезен, вы можете решить это для себя!
Цель реферата — показать на некоторых примерах, какая взаимосвязь между физикой и машиностроением, основные проблемы и задачи которых всегда имели и имеют глубокую взаимосвязь. Наличие такой взаимосвязи является непременным условием научного и технического прогресса.

Заключение:

Физика применяется в машиностроении в широком спектре областей, таких как:
• поток жидкости — через трубы или вокруг автомобилей, кораблей и самолетов
• проектирование механических узлов, в которых движутся детали, как в двигателе
• как структура деформируется, как машина в аварии
• производство и потребление механической энергии
• поток тепловой энергии, как в двигателе, холодильнике или силовой установке
• как звук и вибрации создаются и ведут себя
• используя математику и компьютеры для разработки и моделирования всего вышеперечисленного
Это базовый список, машиностроение — это решение реальных задач и практическое применение физики.
Основной темой в классической физике является механика, изучение движения с точки зрения кинематики (силы отсутствия движения) и кинетики, которая подразделяется на статику (силы без силы инерции) и динамику (силы, где присутствует ускорение и, следовательно, инерция сила). Современная версия механики была дана нам в основном сэром Исааком Ньютоном, возможно, первым, величайшим физиком в прошлом тысячелетии. Ньютон раскрыл свой трактат по механике в « Принципах», в котором, среди прочего, содержится:
• Законы движения, которые преподаются без изменений по сей день
• Закон всемирного тяготения (до сих пор преподается по сей день)
• Независимое совместное создание (с Лейбницем) исчисления
• Доказательство законов движения Кеплера для орбитальных тел
Инженеры-механики, как их самый базовый уровень, проектируют машины, которые двигаются и используют силу. Отношения лучше этих двух не могут быть более очевидными.
Еще одна тема, в классической физике, как правило, рассматриваются отдельно от твердых механики является гидродинамика. Инженеры-механики используют как статические характеристики жидкости, так и динамические характеристики жидкости как во внутреннем, так и во внешнем потоке, в своих конструкциях компрессоров жидкости, вентиляторов, насосов, циркуляционных насосов, турбин, рабочих колес, воздушных винтов, трубопроводов (труб), клапанов, отверстий, сопел, аэродинамических поверхностей, лопастей, лопастей, вентили, баки и аккумуляторы, поршни и цилиндры, камеры, уплотнения, фильтры, стеки, трубки Вентури, заслонки, баллоны, испарители и конденсаторы, катушки, ребра, ловушки, колонки, краны, трубки. Пито, анемометры, вентиляционные отверстия, циклоны, скрубберы, горелки, котлы, центрифуги, язычки, двигатели, подшипники, втулки, приборные панели, отверстия и многое другое в жидкостных системах.
В данном реферате также рассмотрены основные направления машиностроения, которые не обходятся без участия физики и физических законов.

Фрагмент текста работы:

1. Разделы машиностроения, применяющие законы физики
Машиностроение — это дисциплина, которая применяет принципы инженерии, физики и материаловедения для проектирования, анализа, производства и обслуживания механических систем.
Машиностроение — это дисциплина, в которой применяются принципы инженерии, физики, инженерной математики и материаловедения для проектирования, анализа, производства и обслуживания механических систем. Это одна из старейших и самых широких инженерных дисциплин.
Область машиностроения требует понимания основных областей, включая механику, динамику, термодинамику, материаловедение, структурный анализ и электричество. В дополнение к этим основным принципам инженеры-механики используют такие инструменты, как автоматизированное проектирование (CAD), автоматизированное производство (CAM) и управление жизненным циклом продукции, для проектирования и анализа производственных предприятий, промышленного оборудования и механизмов, систем отопления и охлаждения, транспортные системы, самолеты, водный транспорт, робототехника, медицинские приборы, оружие и другие. Это отрасль машиностроения, которая занимается проектированием, производством и эксплуатацией машин. [1] [2]
Машиностроение появилось как поле во время промышленной революции в Европе в 18 веке; однако его развитие можно проследить на протяжении нескольких тысяч лет по всему миру. В 19 веке развитие физики привело к развитию науки о машиностроении. Область постоянно развивалась, чтобы включать достижения; сегодня инженеры-механики занимаются разработками в таких областях, как композиты, мехатроника и нанотехнологии. Он также частично совпадает с аэрокосмическим, металлургическим, гражданским, электротехническим, технологическим, химическим, промышленным и другими инженерными дисциплинами. Механические инженеры могут также работать в области биомедицинской инженерии, в частности, с биомеханикой, явлениями переноса, biomechatronics, бионанотехнологией, и моделированием биологических систем.
1.1. Механика
Механика — это, в самом общем смысле, изучение сил и их влияния на материю. Как правило, инженерная механика используется для анализа и прогнозирования ускорения и деформации (как упругой, так и пластической ) объектов при известных силах (также называемых нагрузками) или напряжениях. Поддисциплины механики включают
Статика, изучение неподвижных тел при известных нагрузках, влияние сил на статические тела.
Динамика изучения влияния сил на движущиеся тела. Динамика включает в себя кинематику (о движении, скорости и ускорении) и кинетику (о силах и возникающих в результате ускорениях).
Механика материалов, изучение того, как различные материалы деформируются при различных видах напряжения
Механика жидкости, изучение того, как жидкости реагируют на силы [27]
Кинематика, изучение движения тел (объектов) и систем (групп объектов) при одновременном игнорировании сил, вызывающих движение. Кинематика часто используется при проектировании и анализе механизмов.
Механика сплошной среды, метод применения механики, который предполагает, что объекты являются непрерывными (а не дискретными )
Инженеры-механики обычно используют механику на этапах проектирования или анализа. Если бы инженерный проект представлял собой конструкцию транспортного средства, статика могла бы использоваться для проектирования рамы транспортного средства, чтобы оценить, где напряжения будут наиболее интенсивными. Динамику можно использовать при проектировании двигателя автомобиля, чтобы оценить силы в поршнях и кулачках при цикле работы двигателя. Механика материалов может быть использована для выбора подходящих материалов для рамы и двигателя. Механика подачи жидкости может использоваться для проектирования системы вентиляции транспортного средства (см. HVAC ) или для проектирования системы впуска двигателя.