工力力学课件模板

工力力学课件模板胡耀增:工程力学2§1

材料力学的任务与研究对象§2

材料力学的基本假设§3

外力与内力§4

正应力与切应力§5

正应变与切应变胡耀增:工程力学3§1材料力学的任务与研究对象工程实例构件的强度、刚度与稳定性材料力学的任务材料力学的研究对象胡耀增:工程力学4工程实例埃菲尔铁塔铁塔承受风载的计算简图铁塔变形示意图胡耀增:工程力学5Tacoma海峡大桥(美国Tacoma市)Tacoma海峡新桥因设计不良1940年破坏胡耀增:工程力学6Tacoma大桥破坏过程点击画面胡耀增:工程力学7在外力作用下，不能保持原有平衡形式的现象，称为失稳Tacoma桥受压壁板的破坏形式加筋板由平直（原有平衡形式）变弯加筋板胡耀增:工程力学8构件的强度、刚度与稳定性构件：组成机械与结构的零、构件构件的力学响应：变形－构件的形状与尺寸发生变化破坏－构件发生显著塑性变形或断裂失稳－构件不能保持原有平衡形式

构件的承载能力：

强度－构件抵抗破坏的能力刚度－构件抵抗变形的能力

稳定性－构件保持原有平衡形式的能力胡耀增:工程力学9材料力学的任务材料力学的任务：

研究构件在外力作用下的变形、受力与失效的规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法（包括试验方法）。失效：广义破坏，包括断裂、失稳等构件安全工作基本条件：构件应具备足够的强度、刚度与稳定性，以保证在规定的使用条件下，不破坏、不过大变形与不失稳。胡耀增:工程力学10

材料力学的研究对象杆件：细而长的构件胡耀增:工程力学11横截面与轴线相正交；轴线通过横截面的形心杆件的几何要素：横截面与轴线

杆件种类：直杆与曲杆,等截面杆与变截面杆胡耀增:工程力学12主要研究对象是杆,以及由若干杆组成的简单杆系结构。材料力学的研究对象胡耀增:工程力学13

§2

材料力学的基本假设连续性假设均匀性假设各向同性假设基本假设小结胡耀增:工程力学14连续性假设

构件内的一些力学量（例如各点的位移）可用坐标的连续函数表示，也可采用无限小的数学分析方法。当空穴或裂纹不能忽略时，采用断裂力学方法专门研究。裂纹连续性：在构件所占有的空间内处处充满物质胡耀增:工程力学15均匀性假设微观非均匀，宏观均匀钢的显微照片灰口铸铁的显微照片均匀性：材料的力学性能与其在构件中的位置无关胡耀增:工程力学16各向同性假设宏观各向异性材料晶粒－各向异性材料－宏观各向同性纤维增强复合材料金属材料各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同胡耀增:工程力学17构件是由连续、均匀与各向同性材料制成的可变形固体基本假设小结连续性：构件所占有的空间内处处充满物质

（密实体）均匀性：材料的力学性能与其在构件中的位置无关

（力学性能与位置无关）各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同

（力学性能与受力方向无关）胡耀增:工程力学18

§3外力与内力外力内力与截面法例题胡耀增:工程力学19外力分布力：连续分布在构件表面某一范围的力集中力：当分布力的作用范围远小于构件表面面积或杆

长时，可简化为作用于一点处的力F1F2外力：作用于构件上的载荷与约束反力胡耀增:工程力学20静载荷：随时间变化极缓慢或不变化的载荷动载荷：随时间显著变化或使构件各质点产生明显加速度的载荷胡耀增:工程力学21内力与截面法由于外力作用，构件内部相连两部分之间的相互作用力－内力内力

性质－连续分布力胡耀增:工程力学22FN－沿横截面轴线的内力分量－轴力FSy,FSz－作用线位于所切横截面的内力分量－剪力Mx－矢量沿轴线的内力偶矩分量－扭矩My,Mz－矢量位于所切横截面的内力偶矩分量－弯矩内力分量胡耀增:工程力学23

假想地将杆切开画受力图，内力用其分量表示由平衡条件建立内、外力间的关系内力的确定截面法要点胡耀增:工程力学24例题解：1.

假想地将杆切开2.

画受力图3.由平衡方程确定内力例3-1求横截面m–m上的内力胡耀增:工程力学25

§4

正应力与切应力

应力概念

正应力与切应力胡耀增:工程力学26应力概念截面m－m上DA内的平均应力截面m－m上k

点处的应力应力定义应力特点

应力是矢量

同一横截面上,不同点处的应力一般不同

过同一点,不同方位截面上的应力一般不同胡耀增:工程力学27正应力与切应力应力分解：应力p的法向分量－正应力s

应力单位:（Pa－Pascal

帕）（M－Mega

兆）应力p的切向分量－切应力t胡耀增:工程力学28§5

正应变与切应变

正应变概念

切应变概念

例题胡耀增:工程力学29正应变概念棱边ka的平均正应变k点沿棱边ka方向的正应变正应变定义正应变特点

正应变是无量纲量过同一点不同方位的正应变