材料力学研究对象和绪论

1、材料力学研究对象和绪论Mechanics of Materials2022/7/17材料力学研究什么？ABDCBCABCD2022/7/17问题1、对于BC杆a) BC杆是否有足够的强度承受载荷？b) BC杆是否会产生过度的偏转和下垂？将产生多 大的变形？c) 如果对BC杆进行设计，应选择怎样的材料、截面 形状和尺寸，才能使杆件既安全（既不产生破坏又 不产生过大的变形）又经济？2、对于AB杆和CD杆：Mechanics of Materials研究塔吊不致倾倒，确定所需配重W1W2研究组成塔吊的每一根杆件的受力以及受力以后是否会产生破坏或者选择怎样的截面形状、尺寸和材料。Mechanics o

2、f MaterialsMechanics of Materials2022/7/17材料力学研究什么？ 材料力学是工程设计的重要组成部分，而一个工程结构的设计包括确定组成结构的构件的合适的尺寸，以确保它能承受一定的载荷作用，既不产生断裂破坏又不产生过大的变形。Mechanics of Materials2022/7/17大型桥梁桥面结构缆索与立柱桥墩Mechanics of Materials2022/7/17Mechanics of Materials2022/7/17Mechanics of Materials2022/7/17理论力学材料力学研究物体机械运动一般规律的科学刚体研究构件承载

3、能力的一门科学变形固体第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务1-2 变形固体的基本假设1-3 外力及其分类1-4 内力、截面法和应力的概念1-5 变形与应变1-6 杆件变形的基本形式第一章 绪论2022/7/17工程结构或机械的各组成部分统称为构件1-1 材料力学的任务第一章 绪论2022/7/17工程结构或机械结构实例：第一章 绪论2022/7/17工程结构或机械结构实例：第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求. 具有足够的强度规定荷载作用下不应破坏。FFaFF钢 筋b破坏显著的塑性变形和断裂。第一章 绪论2022/7/171-1

4、材料力学的任务 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强度问题：第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务强度问题：垮塌后的彩虹桥 1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成： 40人死亡； 14人受伤； 直接经济损失631万元。第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求. 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荷载作用下F第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务弹性变形外力解除以后可消失的变形。塑性变形外力解除以后不能消失的变形。FF第一章 绪论

5、2022/7/171-1 材料力学的任务刚度问题：第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务刚度问题：第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求. 满足稳定性要求荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务稳定性问题：第一章 绪论2022/7/171-1 材料力学的任务稳定性问题：2022/7/17 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。第一章 绪论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

6、绪论2022/7/17对可变形固体的基本假设：1-2 变形固体的基本假设. 连续性假设物质不留空隙地充满了整个固体。（可用微积分数学工具，力学量是坐标连续函数。） . 均匀性假设固体内各点处材料的力学性能相同。（晶粒在统计意义上是平均的） . 各向同性假设固体内各点沿各方向的力学性质完全相同。（这样的材料称为各向同性材料；沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料）第一章 绪论2022/7/17 外力按作用方式分：体积力： 重力、惯性力；表面力：水压力、面接触的力；1-3 外力及其分类第一章 绪论2022/7/171-3 外力及其分类钢筋混凝土结构的自重是主要载荷第一章 绪论2022/7/1

7、71-3 外力及其分类水闸的水压力是表面力，为分布载荷第一章 绪论2022/7/17 外力按分布面积分：分布力：体积力、表面力；集中力：火车车轮对钢轨、支座等。1-3 外力及其分类第一章 绪论2022/7/17 外力按随时间变化分：静载荷：自重，变化相对较慢；动载荷：交变载荷、冲击；1-3 外力及其分类第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念内力：受外力作用引起的相互作用；材料力学中的内力：物体内部各部分之间因外力而引起的附加相互作用力，即“附加内力”； 内力随外力的增加而加大，随外力的撤除而消失。第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念主矢主矩xy

8、zFNTFsyFszMyMz内力：轴向分量:力：轴力 FN力矩：扭矩T横向分量:力：剪力 Fsy、FSZ 力矩：弯矩 My、Mz第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念截面法的求解步骤：截开代替 平衡2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念例1-4-1：在载荷F作用下的悬臂梁如图所示，试确定截面mm上的内力。第一章 绪论FSMFFaamm第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念例1-4-2：钻床如图所示，在载荷P作用下，试确定截面mm上的内力。第一章 绪论2022/7/17POFNM第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的

9、概念应力：内力系在某点的内力集度，反映内力系在该点的强弱。FNAC第一章 绪论2022/7/171-4 内力、截面法和应力的概念应力p可分解：正应力 ； 切应力。 p应力单位：牛/米2（N/m2），称为帕斯卡或简称帕（Pa）。通常使用的是兆帕，即MPa（ 1MPa=106Pa)第一章 绪论2022/7/171-5 变形和应变xyMM DxMLNMLNDx+ s第一章 绪论2022/7/17线应变与角应变DxMLNMLNDx+ s2022/7/17例1-5-1:求ab边的平均应变和ab、ad 两边夹角的变化250200adcba0.025g第一章 绪论2022/7/17第一章 绪论250200a

10、dcba0.025g2022/7/17小变形假设ABCF12 远小于构件的最小尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算，以保证问题在几何上是线性的。这样，计算得到了很大的简化。第一章 绪论2022/7/17P第一章 绪论FN1FN2P第一章 绪论2022/7/171-6 杆件变形的基本形式构件的分类：杆件、板壳*、块体*杆件：直杆：折杆：曲杆：等截面直杆、变截面直杆等截面折杆、变截面折杆等截面曲杆、变截面曲杆2022/7/17杆件纵向尺寸（长度）远比横向尺寸大得多的构件。直杆轴线为直线的杆曲杆轴线为曲线的杆等截面直杆横截面的形状和大小不变的直杆第一章 绪论1-6 杆件变形的基本形式2022/7/17板和壳：构件一个方向的尺寸（厚度）远小于其它两个方向的尺寸。块件：三个方向（长、宽、高）的尺寸相差不多的构件 第一章 绪论1-6 杆件变形的基本形式2022/7/17第一章 绪论1、拉伸或压缩实例2022/7/171、轴向拉伸或压缩受力特征变形特征第一章 绪论2022/7/172、剪切实例第一章 绪论2022/7/172、剪切第一章 绪论受力特征变形特