材料力学讲义一八

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，距今已有近前年历史，虽然历经近前年的风雨侵蚀和多次地震、炮击的重创，至今仍巍然耸.用现代力学的观点看，构件的受力特性都较好。山西应县佛宫寺应县木塔建于1056年

20世纪产生的、诸多高新技术，如高层建筑、大跨度悬索桥、海洋平台、精密仪器、机器人、高速列车以及大型水利工程等许多重要工程更是在力学指导下得以实现，并不断发展完善的。高层建筑高层建筑高层建筑海洋石油钻井平台车辆与机械车辆与机械车辆与机械桥梁美国金门责大桥（悬索沈桥，1牺280羊米）道路与造呼桥澳门缺桥我国著点名桥梁南京长江村大桥上海南浦役大桥大型水利搞工程设施大量中当、外力链学专家浙为力学永的发展作出了搏突出的竟贡献，究这里只凶简单介谱绍部分力学专恶家.达芬奇泪说：“力学锁是数学锦的乐园拖，因为席我们在里这里获遍得了数峡学的果拜实.”达芬奇伽利略伽利略创各建了材料检力学§1-洽1材料力示学的任征务及研险究对象The警ta谣sks集an灵dr旨ese员arc肠ho训bje台cts箩ofmec呼han寄ics宴of候ma闷ter赢ial蛙s一、任但务(ta逮sk)材料力学艰是研究构挺件承载能疯力的一门拼学科。承载能力(ca哀rry恭ingcapa腿city班)强度（str捷engt织h)刚度（sti捧ffne茄ss)稳定性（sta撕bili纺ty)1.强度（str棵engt镇h)构件抵穿抗破坏挑的能力2.刚度

构件抵抗变形的能力.(stiffness):3.稳定性（sta粪bil亏ity失):构件保持狱原有平衡殿状态的能鉴力材料力珠学的任澡务在满足强绑度、刚度活、稳定性园的要求下罢，以最经摄济的代价戏，为构件虽确定合理丹的形状和施尺寸，选罗择适宜的与材料，而锡提供必要甚的理论基醋础和计算抖方法。二、研羞究对象(res写ear安ch雨obj余ect臣s)1.构件(ele份men乖t)2.构栗件的分穗类(clas懒sifi趁cati斜ono因fel怀emen扬ts)板(plate)壳(shell)块体(body)(bar)材料力并学以“先梁、杆售”为主摘要研究得对象（the叔mai赵nre票sear侨cho持bjec摧tive滨in杨mech根anic鹊sof津mat零eria烛ls贪incl核ude辜axia动lly-晚load雀edb践ars,秘sha才fts,李bea蚕ms,收and剥colu驴mns)工程中多容为梁、杆需结构§1-服2变形固亭体的基施本假设(The鸭bas是ica页ssum肢ptio搞nso鞭fde法form温able件bod漆y)一、连续隔性假设(con枕tinu脉ity锤assu径mpti杀on)物质密实邻地充满物笋体所在空井间，毫无枯空隙。二、均匀构性假设（hom拣ogen火izat犯ion英assu失mpti灵on)物体内态，各处叔的力学询性质完瓶全相同锋。三、各向塑同性假设（is柳otr悲opy虚as加sum剪pti撞on)组成物体往的材料沿馅各方向的音力学性质嫌完全相同点。四、小变躬形假设（neg本lect硬ing痰defo糊rmat凯ion抓assu细mpti厚on)材料力学核所研究的双构件在载慈荷作用下慌的变形与粱原始尺寸相比甚陶小，故往对构件糖进行受杯力分析停时可忽炒略其变痒形。一、外填力（ext杂erna香lfo峰rce)1.铁按作用窗方式分体积力（bod始yf畅orce忙)表面力(sur调face倡for矮ce)集中力(con过cent则rate溪dfo响rce)分布力(di评str系ibu盘ted坐fo白rce鹊)2.按随时屋间变化辨分静载荷（st仓ati蠢cl述oad来)动载荷(dy安nam仙ic讨loa纸d)交变载殿荷（al泛ter朽nat依el揉oad醒)冲击载陈荷（im诵pac亿tl淋oad株)§1-紧3力、应误力、应辈变和位岁移的基厉本概念(Bas筹ic矿con阳cep宋ts依of洒for芦ce,港st毛res牌s,脱str拖ain牛,a材nd摄dis迎pla附cem凝ent率)1.定义辟：指由外壶力作用张所引起偏的、物中体内相叶邻部分岩之间相直互作用住力（附务加内力扇）。二、内照力（int岂erna虾lfo仍rce)mm2.欣内力的惰求法食——滤截面法(met芽hod始ofs啊ecti念ons牲)步骤(pro劈燕cedu牲res专for保anal倚ysis妨)①截区开在所求屯内力的帝截面处最，假想院地用截涌面将杆升件一分借为二.mmmmmm②代替任取一部高分，其弃辉去部分对裤留下部分肆的作用，你用作用在商截面上相估应的内钢力（力稻或力偶称）代替掩.③平衡对留下键的部分歼建立平莫衡方程辣，根据长其上的萄已知外继力来计犯算杆在颗截开面粒上的未道知内力鹊（此时店截开面富上的内退力对所样留部分翼而言是悄外力）必.mmmmmm三、应摆力（Str数ess)1.定稀义(Def着init为ion)积：由外力引谣起的内力提的集度FAM2.缠应力(Str娘ess)①平均猾应力②全应闹力（总环应力）③全应力演分解为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、星变形和雪位移（def晶orma饥tion顶and域dis撕plac伐emen惊t)1.变形（def君orma泄tion戒）在外力候作用下广物体形兔状和尺焦寸发生龄改变2.位移（di洲spla鸡ceme渠nt）变形前疫后物体猎内一点跌位置的准变化3.应少变（st洞rai袜n)度量构件维一点处的虹变形程度平均线色应变（mea绿nno咐rmal逆str缘瑞ain)角应变（sh蜂ear沉ing唇st归rai华n)线应变(no炊rma螺ls率tra蛾in)CODC′D′轴向拉萌伸(ax姨ial哀t驰ens殃ion漂)(b)级轴向凭压缩(axi涝alc昏ompr捏essi哲on)1.轴向旧拉伸和压颂缩(ax叹ial驳te欧nsi衫on著and用co乞mpr挨ess傻ion绘)§1-4秒杆件变场形的基本龄形式(The潜bas质icf足orms胶of垃defo驾rmat异ion)FFFF2.剪切(sh结ear聋)F/2F/2F3.扭转(tor否sion观)4.弯曲(be裙ndi难ng)MeMe

MM材料力冻学是一锣