材料力学讲义1128T26

Chapter1Preface第一章绪论刘鸿文

浙江大学教授。长期从事固体力学教学工作。曾任教育部教材编审委员会委员，国家教委（教育部）工科力学课程教学指导委员会主任委员兼材料力学课程教学指导组组长。著作有:《材料力学》,《高等材料力学》,《板壳理论》,《材料力学教程》,《材料力学实验》,《简明材料力学》等.《材料力学》第二版于1987年被评为全国高等学校优秀教材获国优奖.《材料力学》第三版于1997年获国家级教学成果一等奖，并获国家科技进步二等奖.第一章绪论

(Preface)

§1-1材料力学的任务及研究对象(Thetasksandresearchobjectsof

mechanicsofmaterials)

§1-2变形固体的基本假设(Thebasicassumptionsofdeformablebody)§1-3

力、应力、应变和位移的基本概念(Basicconceptsofforce、stress、strainanddisplacement)§1-4

杆件变形的基本形式(Thebasicformsofdeformation)

引言(Introduction)

20世纪以前,在力学知识的积累、应用和完善的基础上,逐渐形成和发展起来的蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、舰船、兵器等大型工业推动了近代科学技术和社会的进步.引言17世纪前后

19世纪初

扑翼飞机巨大双翼飞机滑翔机飞艇我国祖先的功绩世界上最古老的拱桥跨度37.02米，全长50.83米塔高65.86米，距今今已有近近前年历历史，虽虽然历经经近前年年的风雨雨侵蚀和和多次地地震、炮炮击的重重创，至至今仍巍巍然耸.用现代力力学的观观点看，，构件的的受力特特性都较较好。山西应县县佛宫寺寺应县木塔建于1056年20世纪产生生的、诸诸多高新新技术，，如高层层建筑、、大跨度度悬索桥桥、海洋洋平台、、精密仪仪器、机机器人、、高速列列车以及及大型水水利工程程等许多多重要工工程更是是在力学学指导下下得以实实现，并并不断发发展完善善的。高层建筑筑高层建筑筑高层建筑筑海洋石油油钻井平平台车辆与机机械车辆与机机械车辆与机机械桥梁美国金门门大桥（悬索桥桥，1280米）道路与造造桥澳门桥桥我国著名名桥梁南京长江江大桥上海南浦浦大桥大型水利利工程设设施大量中、、外力学学专家为为力学的的发展作出了突突出的贡贡献，这这里只简简单介绍绍部分力学专专家.达芬奇说说：“力学是是数学的的乐园，，因为我我们在这这里获得得了数学学的果实实.”达芬奇伽利略伽利略创创建了材材料力学学§1-1材料力学学的任务务及研究究对象Thetasksandresearchobjectsofmechanicsofmaterials一、任务务(task)材料力学学是研究究构件承承载能力力的一门门学科。。承载能力力(carryingcapacity)强度（strength)刚度（stiffness)稳定性（stability)1.强度（strength)构件抵抗抗破坏的的能力2.刚度

构件抵抗变形的能力.(stiffness):3.稳定性（stability):构件保持持原有平平衡状态态的能力力材料力学学的任务务在满足强强度、刚刚度、稳稳定性的的要求下下，以最最经济的的代价，，为构件件确定合合理的形形状和尺尺寸，选选择适宜宜的材料料，而提提供必要要的理论论基础和和计算方方法。二、研究究对象(researchobjects)1.构件(element)2.构件的分分类(classificationofelements)板(plate)壳(shell)块体(body)(bar)材料力学学以“梁梁、杆””为主要要研究对对象（themainresearchobjectiveinmechanicsofmaterialsincludeaxially-loadedbars,shafts,beams,andcolumns)工程中多多为梁、、杆结构构§1-2变形固体体的基本本假设(Thebasicassumptionsofdeformablebody)一、连续续性假设设(continuityassumption)物质密实实地充满满物体所所在空间间，毫无无空隙。。二、均匀匀性假设设（homogenizationassumption)物体内，，各处的的力学性性质完全全相同。。三、各向向同性假假设（isotropyassumption)组成物体体的材料料沿各方方向的力力学性质质完全相相同。四、小变变形假设设（neglectingdeformationassumption)材料力学学所研究究的构件件在载荷荷作用下下的变形形与原始始尺寸相比甚小小，故对对构件进进行受力力分析时时可忽略略其变形形。一、外力力（externalforce)1.按作用方方式分体积力（bodyforce)表面力(surfaceforce)集中力(concentratedforce)分布力(distributedforce)2.按随时间间变化分分静载荷（staticload)动载荷(dynamicload)交变载荷荷（alternateload)冲击载荷荷（impactload)§1-3力、应力力、应变变和位移移的基本本概念(Basicconceptsofforce,stress,strain,anddisplacement)1.定义：指由外力力作用所所引起的的、物体体内相邻邻部分之之间相互互作用力力（附加内力力）。二、内力力（internalforce)mm2.内力的求求法——截面法(methodofsections)步骤(proceduresforanalysis)①截开在所求内内力的截截面处，，假想地地用截面面将杆件件一分为为二.mmmmmm②代替任取一部部分，其其弃去部部分对留留下部分分的作用用，用作作用在截截面上相应应的内力力（力或或力偶））代替.③平衡对留下的的部分建建立平衡衡方程，，根据其其上的已已知外力力来计算算杆在截截开面上上的未知知内力（（此时截截开面上上的内力力对所留留部分而而言是外外力）.mmmmmm三、应力力（Stress)1.定义(Definition)：由外力引引起的内内力的集集度FAM2.应力(Stress)①平均应应力②全应力（（总应力力）③全应力分分解为pM

垂直于截面的应力称为“正应力”

(ThestressactingnormaltosectioniscalledtheNormalStress)

位于截面内的应力称为“切应力”(ThestressactingtangenttosectioniscalledtheShearStress)四、变变形和位位移（deformationanddisplacement)1.变形（deformation）在外力力作用用下物物体形形状和和尺寸寸发生生改变变2.位移（displacement）变形前前后物物体内内一点点位置置的变变化3.应变（strain)度量构构件一一点处处的变变形程程度平均线线应变变（meannormalstrain)角应变（shearingstrain)线应变变(normalstrain)CODC′D′轴向拉拉伸(axialtension)(b)轴向压压缩(axialcompression)1.轴向拉拉伸和和压缩缩(axialtensionandcompression)§1-4杆件变变形的的基本本形式式(Thebasicformsofdeformation)FFFF2.剪切(shear)F/2F/2F3.扭转(torsion)4.弯曲(bending)MeMe

MM材料力力学是是一门门很重重要的的技术术基础础课，，它与与机