工程力学课件绪论

1、材 料 力 学2022年7月10日北京交通大学蒋永莉本章主要研究的问题：材料力学的任务变形固体的基本假设外力及其分类内力 截面法和应力的概念变形与应变杆件变形的基本形式1.材料力学的发展简史: 材料力学的产生和发展是由生产的发展所推动的，并反过来对生产实践起重要的指导作用。山西应县佛宫寺释伽塔木质佛塔 高65.86m 建于1056年 距今近千年历史赵州安济桥杭州拱庚桥材料力学的发展简史: 1638年，意大利科学家伽俐略（G.Galileo,1564-1642）发表关于两种新科学的叙述及其证明一书，标志着材料力学这门学科的诞生。材料力学的发展简史: 1678年英国科学家虎克（R.Hooke,16

2、35-1730）根据弹簧实验，提出了力与变形成正比的结论，并且在此基础上形成了虎克定律，开展了进一步的实验研究和理论分析。准确地解决了梁的弯曲问题，并提出了圆轴扭转的理论。 1744年，瑞士数学家欧拉（L.Euler,1707-1783） 提出了压杆稳定性临界载荷的计算公式。强度问题F1F3F2F4F5F62.材料力学的任务强度问题K165次列车两车厢在四川广汉坠江 2.材料力学的任务强度问题当作用一定牵引力，牵引钢缆应多粗？确保插桩不被从冰山中拉出的最小深度？强度问题刚度问题刚度问题刚度问题Space Shuttle Discovery稳定问题3000米深水半潜式钻井平台“身高”136米 “

3、体重”3万吨甲板面积相当于一个标准足球场稳定问题强度安全刚度：构件抵抗变形的能力；稳定性：受压构件保持原有直 线形式平衡的能力。强度：构件抵抗破坏的能力；经济材料力学的任务构件： 机器的零件或结构物的杆件。材料力学的任务：为构件提供强度、刚度、稳定性计算的理论和方法；为构件选用适宜的材料，确定合理的截面尺寸；达到既经济又安全的目的。3. 研究方法：理论分析实验分析计算分析大型结构实验室钢结构接头齿轮啮合4.变形固体的基本假设变形 ：固体尺寸和形状的改变。弹性变形 塑性变形变形固体的基本假设：连续性假设均匀性假设各向同性假设灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的 显微组织普通钢材的 显微组织优质钢材的 显

4、微组织7.外力及其分类分布特点体积力表面力载荷的性质静载动荷外力：周围物体对所研究构件施加的作用力载荷 约束反力8. 内力 截面法和应力的概念内力： 在外力作用下，由于变形物体内一部分与 其它部分的相互作用力。单位 : N 、kN方法：截面法内力分布于整个截面上是作用力与反作用力，成对出现思考： 是否可以直接用平衡方程求此分布内力？变形体刚化公理 例 ： 求图示杆件m-m截面内力。qL/2qL/2截面法求内力的基本思路：1.确定构件所受所有外力； 用平衡方程求约束反力2.在需求内力的地方用假想截面将构件截开，任取一部分进行受力分析；外力（载荷、约束反力）内力3.由整体平衡，则局部平衡，通过平衡方程求指定截面上的内力。 图示拉杆在横截平面、斜截平面圆弧曲面上的内力是否相等？相 等应力：截面上一点处内力的分布集度单位 : N/m2 (Pa) MPa GPaA的平均（总）应力A的平均正应力 A的平均剪应力B点（总）应力 B点正应力 B点剪应力9. 变形与应变线位移杆件某点变形前后位置的连线角位移变形后杆件某线段或平面转过的角度线应变A点的线应变角应变直角的改变量平均线应变单元体图示梁在P的作用下：1. AB、BC段是否都产生位移？2. AB、BC段是否都产生变形？10.