材料力学(i)第一章

材 料 力 学 电 子 教 案第一章 绪论及基本概念 1-1 材料力学的任务 1-2 材料力学与生产实践的关系 1-3 可变形固体的性质及其基本假设 1-4 杆件的几何特性 1-5 杆件变形的基本形式1材 料 力 学 电 子 教 案 1-1 材料力学的任务结构物和机械由 构件 组成 。第一章 绪论及基本概念 2材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 结构物实例3材 料 力 学 电 子 教 案传统具有柱、梁、檩、椽的木制房屋结构古代建筑结构第一章 绪论及基本概念 4材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 车辆与机械高层建筑5材 料 力 学 电 子 教 案对构件在荷载作用下正常工作的要求. 具有足够的强度 荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生过大的永久变形 (塑性变形 )第一章 绪论及基本概念 F FaF F钢 筋b6材 料 力 学 电 子 教 案塑形变形示例第一章 绪论及基本概念7材 料 力 学 电 子 教 案荷载未作用时塑形变形示例第一章 绪论及基本概念 荷载作用下F荷载去除后8材 料 力 学 电 子 教 案美国的 Tacoma老桥 于 1940年 11月 7日因风力引起的振动而产生断裂第一章 绪论及基本概念 强度问题9材 料 力 学 电 子 教 案1999年 1月 4日 18时 50分，重庆市綦江县彩虹桥发生整体垮塌，造成 40人死亡， 14人受伤，直接经济损失 631万元。 第一章 绪论及基本概念 10材 料 力 学 电 子 教 案 . 具有足够的刚度 荷 载 作用下的弹性变形不超过工程允许范围。荷载未作用时荷载去除后第一章 绪论及基本概念 荷载作用下F11材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 弹性变形示例12材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 刚度问题13材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 . 满足稳定性要求 对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。理想中心压杆14材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 桁架中 的压杆15材 料 力 学 电 子 教 案20世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏 （ Theodore Cooper）在圣劳伦斯河上建造在圣劳伦斯河上建造 魁比克大桥魁比克大桥 (Quebec Bridge)1907年年 8月月 29日日，发生稳定性破坏，发生稳定性破坏， 85位工人死亡位工人死亡 ，成为上世纪十大工程惨剧，成为上世纪十大工程惨剧之一。之一。第一章 绪论及基本概念 16材 料 力 学 电 子 教 案大型桥梁的强度、刚度和稳定性问题上海南浦大桥上海南浦大桥 澳澳 门门 桥桥第一章 绪论及基本概念 17材 料 力 学 电 子 教 案在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题第一章 绪论及基本概念 18材 料 力 学 电 子 教 案 1-2 材料力学与生产实践的关系赵州桥 (石拱桥 )595-605年建，充分利用石料的压缩强度安澜竹索桥 (宋代建 )(1964年改为钢缆承托的索桥 )充分利用竹材的拉伸强度第一章 绪论及基本概念 19材 料 力 学 电 子 教 案建于辽代（ 1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔塔高 9层共 67.31米，用木材 7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔第一章 绪论及基本概念 20材 料 力 学 电 子 教 案材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、刚度和稳定性计算的理论。生产实践科学实验材料力学第一章 绪论及基本概念 21材 料 力 学 电 子 教 案 1-3 可变形固体的性质及其基本假设材料在荷载作用下都会产生变形 尺寸改变和形状改变 可变形固体。对可 变形固体的基本假设： . 连续性假设 无空隙、密实连续。(1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙；(2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无 “空隙 ”，亦不产生 “挤入 ”现象。据此：第一章 绪论及基本概念 22材 料 力 学 电 子 教 案 . 均匀性假设 各点处材料的力学性能相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。 . 小变形假设 构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不计。第一章 绪论及基本概念 23材 料 力 学 电 子 教 案 1-4 杆件的几何特性直杆 曲杆主要几何因素： 横截面、轴线等截面杆 和 变截面杆第一章 绪论及基本概念 24材 料 力 学 电 子 教 案 1-5 杆件变形的基本形式 . 轴向拉伸 或 轴向压缩第一章 绪论及基本概念 25材 料 力 学 电 子 教 案 . 剪切第一章 绪论及基本概念 26材 料 力 学 电 子 教 案剪切变形第一章 绪论及基本概念 27材 料 力 学 电 子 教 案 . 扭转第一章 绪论及基本概念 28材 料 力 学 电 子 教