材料力学讲义四三

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

扑翼校飞机巨大取双翼这飞机滑翔页机飞艇我国计祖先利的功恩绩世界上最古老的拱桥跨度37.02米，全长50.83米塔高65摧.8休6米，时距今订已有蛾近前燃年历乖史，帐虽然些历经规近前纹年的很风雨畏侵蚀责和多燥次地涛震、胶炮击蚀的重胃创，庸至今炕仍巍混然耸.用现惹代力薄学的绝观点镜看，济构件移的受毅力特晕性都初较好怖。山西投应县冲佛宫望寺应县木塔建于1056年20世纪往产生暂的、趟诸多悔高新个技术剧，如占高层励建筑评、大粥跨度失悬索道桥、胳海洋智平台红、精楚密仪所器、翻机器缝人、其高速僻列车患以及苏大型捞水利葵工程恐等许毯多重炎要工涌程更睛是在嫁力学评指导搅下得古以实症现，覆并不北断发器展完洞善的锯。高层懂建筑高层营建筑高层单建筑海洋轨石油挺钻井渐平台车辆秘与机区械车辆躁与机搜械车辆阻与机闹械桥梁美国种金门宴大桥（悬宰索桥摄，12耀80米）道路欠与造启桥澳竟门堂桥我国室著名瘦桥梁南京狡长江章大桥上海圾南浦纵大桥大型遇水利陈工程旁设施大量飞中、鸟外力熊学专顿家为厦力学自的发稀展作出椒了突固出的辆贡献帮，这膊里只战简单秘介绍窑部分力呼学专屡家.达芬馒奇说：“力货学是就数学柄的乐漂园，捎因为倦我们侵在这想里获舌得了赌数学崭的果旨实.”达芬纺奇伽利锄略伽利餐略创诱建了僵材料华力学§1四-1材料村力学屡的任狭务及弱研究叶对象Th绩e珍ta执sk细s舅an金d督re后se警ar坏ch酿o捆bj骄ec棒ts讽o寒fme欠ch六an误ic咸s投of则m今at打er只ia意ls一、猛任务(t评as煮k)材料岗力学名是研踢究构努件承朴载能索力的学一门新学科堵。承载掠能力(c腾ar旅ry抓in伤gca净pa外ci袖ty正)强度（st年re翻ng甲th折)刚度（st猎if盖fn结es努s)稳定衔性（st怜ab白il塑it配y)1.强度（st瘦re课ng目th)构件牛抵抗梳破坏歼的能窗力2.刚度

构件抵抗变形的能力.(stiffness):3.稳定腊性（st总ab连il组it辰y)房诚:构件倚保持摄原有辩平衡鉴状态牺的能挑力材料完力学青的任坟务在满胁足强酷度、中刚度佩、稳粒定性隔的要般求下蜂，以怪最经素济的发代价羞，为茂构件够确定靠合理删的形毕状和筝尺寸蚕，选木择适挡宜的绘材料垄，而碧提供尿必要雄的理弦论基爷础和作计算滨方法锈。二、油研究剑对象(re雀se妈ar而ch槐o首bj扫ec院ts宝)1.构件(el砌em蹦en稻t)2.构件田的分包类(cl鸭as拐si称fi俭ca驶ti啦on梦o旬f深el描em羡en矛ts爆)板(plate)壳(shell)块体(body)(bar)材料殊力学完以“档梁、谁杆”此为主谦要研青究对辆象（th男e围ma欺in伪r忌es鸟ea且rc因h善ob倾je材ct梅iv口e逝in卧m甜ec脱ha鸟ni毅cs尤o要f及ma阵te伤ri金al索s占i俗nc锯lu发de策a弃xi彻al霜ly晒-l本oa锹de撤d望ba在rs弊,撒sh铃af发ts晋,挺be端am物s,叶a削nd惊c欣ol杯um的ns械)工程知中多大为梁穿、杆脱结构§1肃-2变形渣固体恰的基熊本假爹设(T虎he垃b异as代ic暮a取ss躁um说pt幼io僵ns缩慧o架f蜻de值fo叼rm孙ab违le宋b佩od疑y莲)一、昌连续虏性假刮设(c构on厅ti键nu剪it而y察as疗su废mp就ti吧on聚)物质痒密实银地充筝满物历体所糊在空污间，班毫无啦空隙擦。二、散均匀赖性假西设（ho司mo佣ge悲ni问za典ti财on陵a摘ss灯um貌pt她io盾n)物体蚂内，找各处送的力访学性抓质完女全相净同。三、楼各向扛同性响假设（is冻ot虹ro轮py魄a弃ss砌um晃pt模io调n)组成泪物体旷的材寒料沿秆各方吧向的蚁力学榜性质毒完全单相同疮。四、讯小变威形假势设（ne仍gl恋ec凳ti内ng抓d旬ef找or券ma帖ti衡on洪a代ss搅um陷pt条io馆n)材料弊力学赢所研壳究的飞构件蛙在载桑荷作军用下鹊的变英形与乖原始里尺寸相比隙甚小勤，故膝对构宫件进成行受这力分阻析时宾可忽阴略其六变形纪。一、羽外力（ex挠te蓬rn趣al木f回or宜ce剧)1.按作夕用方孟式分体积扯力（bo弓dy怜fo扬rc辟e)表面菠力(s胆ur束fa搬ce铅f躺or蛋ce)集中凳力(c幻玉on爸ce颂nt自ra形te胸d语fo徒rc骗e)分布袍力(d毯is摊tr裳ib闹ut白ed甚f骨or颤ce桐)2.按随仪时间百变化夺分静载屡荷（st偶at嚼ic菠l成oa麦d)动载娱荷(d江yn处am联ic悦l禽oa楼d)交变燃载荷（al铜te尿rn兵at刊e洗lo帜ad盖)冲击兄载荷（im危pa消ct毁l遵oa容d)§1逃-3力、蚊应力斤、应怨变和浅位移颤的基梅本概脖念(Bas闻iccon冒ce肢ptsoffo史rc舍e,榜s洋tr航es刃s,宝s出tr膨ai危n,艳a箭nd侵d洞is惰pl拍ac奇em京en周t)1.定义晴：指由你外力打作用秆所引简起的湾、物粪体内橡相邻律部分芬之间摘相互贷作用更力（附加灭内力绞）。二、渡内力（in牺te战rn构al邀f遇or支ce飘)mm2.内力给的求右法——截面悦法(m磁et另ho鲁d拍of灿s垒ec叼ti脊on跃s引)步骤(p幻玉ro顶ce捡du瓜re垦s待fo跪r湖an射al朴ys达is灵)①截开在所堆求内乡丰力的涝截面孤处，创假想嚼地用朝截面均将杆茶件一泳分为扎二.mmmmmm②代您替任取腔一部浑分，爷其弃烂去部祖分对丝式留下礼部分蹈的作退用，占用作固用在招截面上宰相应白的内予力（孩力或荡力偶疑）代佛替.③平锦衡对留写下的浪部分兵建立摄平衡桥方程真，根率据其婶上的渠已知絮外力掩来计法算杆纪在截制开面细上的街未知阳内力佛（此涨时截蚀开面什上的变内力虽对所具留部达分而插言是艇外力穴）.mmmmmm三、塌应力（St鄙re户ss蛙)1.定义(D蓬ef粒in爸it客io凤n)：由外债力引葬起的死内力家的集忠度

F

AM2.应力(S脆tr维es只s)①平椒均应裂力②全应兵力（搞总应耐力）③全应伞力分疑解为p

M

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)四孩、变叹形和愤位移（de诉fo绝rm初at廊io猛n跪an拌d宣di燥sp售la些ce煎me转nt神)1.变形（de旬fo垫rm译at穷io施n）在外引力作欺用下要物体技形状俊和尺档寸发居生改福变2.位移（di胳sp乱la庭ce墨me傍nt）变形怕前后勒物体尖内一每点位魔置的蛇变化3.应变（st共ra床in吵)度量城构件毙一点西处的口变形办程度平均崇线应闲变（me粘an麻n幼or每ma事l笨st膛ra净in正)角应变（sh堵ea坡ri私ng门s宿tr第ai享n)线应雀变(n絮or卫ma泪l系st煮ra限in厅)CODC′D′轴向捏拉伸(a络xi周al简te将ns弃io法n呼)(b吐)轴向声压缩(a肠xi闹al种c扇om播pr严es新si框on尝)1.轴向愉拉伸恐和压淘