材料力学第一章-绪论_ppt课件

1材 料 力 学Mechanics of Materials 主讲：郭远臣学习经历：20012005 工学学士（材料成型及控制工程）20052010 工学博士（硕博连读）（材料加工工程）联系方式：Tel：-mail： 2课程性质： 技术基础课（必修课）注重理论分析 联系工程实际课程概况课程关系： 以理论力学为基础，为专业课打基础新概念多，公式多，作业多章节安排： 共 11章， 65个小节， 64个学时， 48节课时间讲完， 3个学分带 “ *” 内容为自学内容学习要求： 1、记笔记； 2、先读书，后做作业，按时交作业； 3、课前要预习，上课要带书。 4、上课要集中精力，认真听，重点记适当考勤，作为平时成绩计入总成绩31-1材料力学的任务研究对象： 构件第 1章 绪论和基本概念构件 ：任何结构物或机械都是由一些零部件组成的，这些零部件统称为构件荷载 ：构件所承受的重量和力统称为作用在构件上的荷载4对构件的三项基本要求n 具有足够的 强度构件在外载作用下，材料或构件抵抗破坏的能力。有高低之分（破坏 断裂或变形过量不能恢复）5n 具有足够的 刚度构件在外载作用下，抵抗变形的能力。有大小之分。例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度 。81-2 关于变形固体的概念变形固体理论力学静力学：固体 刚体（不考虑固体形状和尺寸的改变）自然界中一切固体均属变形固体材料力学：固体 可变形（考虑固体形状和尺寸的改变）9材料力学把构件看成是 理想弹性体 。变形弹性变形： 去掉外力能恢复原来形状和尺寸的变形。 例如弹簧在弹性阶段内。塑性变形： 去掉外力能，变形不能全部消失而留有残余，残余部分称为塑性变形（也叫残余变形） 例如弹簧受拉力过大。理想弹性体 ：去除外力后能完全恢复原状的物体。材料力学研究变形范围： 小变形大多数构件在荷载作用下，其几何尺寸的改变量与构件本身尺寸相比较微小。101-3 材料力学采用的基本假设1、连续均匀假设连续 ：材料内部没有空隙；11均匀 ：材料的性质各处都一样。连续均匀假设： 物体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，且物体的性质各处都一样。122、各向同性假设材料沿不同方向具有相同的力学性质（沿不同方向力学性能不同的材料叫各向异性材料。如木材、胶合板、纤维增强材料等。）131-4内力的概念 -截面法1、内力的概念构件受力外力内力其它构件或物体作用于该构件上的力外力作用下，构件内部各部分之间相互作用力内力是由外力引起的外力 内力 外力 内力 外力 去掉 内力 消失内力与构件变形相联系，内力总是与变形同时产生，内力对变形起抵抗和阻止作用142、截面法求内力F FmmF FNFFN目目 录录(1)假想沿 m-m横截面将杆 切开(2)留下左半段或右半段(3)将弃去部分对留下部分的作用用内力代替(4)对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值15n 用 截面法 求内力可归纳为四个字：1） 截 ：欲求某一截面的内力，沿该截面将构件假想地截成两部分2） 取 ：取其中任意部分为研究对象，而弃去另一部分3） 代 ：用作用于截面上的内力，代替弃去部分对留下部分的作用力4） 平 ：建立留下部分的平衡条件，确定未知的内力16Fx=0Fy=0Fz=0Mx=0My=0Mz=017在研究内力与变形时，对等效力系的应用应该慎重， 不能机械地不加分析地任意应用 。181-5 应力的概念F FF F对一定尺寸构件，从强度角度来看， 内力越大越容易破坏对不同尺寸构件，内力的大小不能确切反映构件程度， 还与构件的尺寸相关19应力的概念为了引入应力的概念，参照图（ a），首先围绕 K点取微小面积 ，有 分布内力 的 合力 ，应力定义为20应力的概念将 F沿界面的法向与切向分解，得法向与切向分量 FN、 FS,同理有：平均正应力平均切应力21n 应力是一个 矢量n 平均应力 某个范围内，单位面积上的内力的平均集度n K点的应力 当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到n 应力即单位面积上的内力 某截面处内力的密集程度n 应力的国际单位为 N/m21N/m2 = 1Pa（帕斯卡）1MN/m2 = 1MPa = 106 N/m2 = 106Pa1GPa = 1GN/m2 = 109Pa22垂直于截面的应力称为 “ 正应力 ” (Normal Stress)位于截面内的应力称为 “ 切应力 ” (Shearing Stress) p M23对于构件任一点的变形，变形的大小是用 位移和 应变 这两个量来度量的。1-6 位移和应变的概念1、位移 指 位置的改变 ，可分为 线位移 和 角位移线位移： AA 角位移： 242、应变 x y u1.线应变：25线应变 即单位长度上的变形量，无量纲，其物理意义是构件上一点沿某一方向变形量的大小2切应变切应变 即一点单元体两棱角直角的改变量， 无量纲26构件的分类： 杆件、板壳 *、块体 *1.7 构件变形的基本形式材料力学主要研究 杆件等截面直杆 等直杆直杆 轴线为直线的杆曲杆 轴线为曲线的杆等