第一章-材料力学绪论

1绪论§1-1工程中的材料力学问题§1-2变形固体的性质与基本假设§1-3杆件的外力、内力与内力分量§1-4杆件的应力与应变§1-5杆件变形的基本形式1§1-1工程中的材料力学问题

蕴含了无数力学理念2

工程实际中，结构物或机械一般由各种零件（称为工程构件member）组成。当结构物或机械工作时，这些构件就会承受一定的载荷（load）即力的作用3力产生的效应理论力学研究力产生的外效应，研究力与机械运动之间的普遍规律研究对象抽象为——刚体4材料力学研究力产生的内效应，研究力与物体的变形及破坏规律研究对象抽象为——可变形固体5

结构物或机械要正常工作，要求组成它们的构件有足够的承担载荷的能力——承载能力6（1）构件必须具有足够的强度：衡量构件承载能力的三个主指标：

构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力。构件必须具有足够的保持原有平衡状态的能力（2）构件必须具有足够的刚度：构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力。（3）构件必须具有足够稳定性7构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力8构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力9构件必须具有足够的保持原有平衡状态的能力

构件的强度、刚度和稳定性与构件的材料、截面形状与尺寸、成本有关。10材料力学的任务：（既安全又经济地设计构件）就是在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料，为构件设计提供必要的理论基础和计算方法课程的研究方法理论分析和实验手段相结合材料的力学性质(材料在外力作用下的变形规律)需要通过试验获得一些理论以实验结果得出的某些假设为前提横向尺寸远小于纵向尺寸11一、变形固体：二、变形固体的基本假设：1、连续性假设：2、均匀性假设：3、各向同性假设：在外力作用下可发生变形的固体。认为变形固体整个体积内都被物质连续地充满，没有空隙和裂缝。认为变形固体整个体积内各点处的力学性质相同。认为变形固体沿各个方向的力学性质相同（不适合所有的材料）。假设2和3表示材料的力学性能与坐标、方向无关§1-2变形固体的性质与基本假设12小变形：三、研究材料力学的前提条件——小变形假设。指构件在外力作用下发生的变形量远小于构件的尺寸材料力学研究的变形通常局限于小变形范围——小变形前提小变形前提条件的作用1、小变形前提保证构件处于纯弹性变形范围弹性变形——卸载后能自动恢复的变形塑性变形——卸载后不能恢复的变形绝大多数工程材料的弹性变形都是小变形。13δ1δ2AA1FFBC求FN1、

FN1

时，仍可按构件原始尺寸计算。2、小变形前提允许以变形前的受力分析代替变形后的受力分析因构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常小，在计算构件所受的力时，可按构件原始尺寸计算。l143、小变形前提保证叠加法成立叠加法指构件在多个载荷作用下产生的变形——可以看作为各个载荷单独作用产生的变形之代数和叠加法是材料力学中常用的方法。15一、外力1、按作用方式分体积力

表面力

集中力

分布力2、按随时间变化分静载荷

动载荷交变载荷

冲击载荷§1-3杆件的外力、内力和内力分量16二、内力与截面法：1、内力的定义：在外力作用下，构件内部各部分之间因相对位置改变而引起的附加的相互作用力——附加内力。2、内力的特点：①连续分布于截面上各处；②随外力的变化而变化。3、截面法：用以显示和求解内力的方法，其步骤为：①截开：②代替：③平衡：分为两部分，在待求内力的截面处假想地将构件截用内力代替弃去部分对脱离体的作用；——通常为分布内力系对脱离体列出平衡方程。－脱离体；取其中一部分为研究对象17FN——轴力FSy,FSz——剪力Mx——扭矩My、Mz——弯矩内力分量分布内力可以简化为主矢和主矩,用FR和M表示。工程计算中有意义的是内力的主矢和主矩在确定坐标系上的分量——18应力的概念:比较a、b图杆两杆①应力定义：截面上一点处内力的聚集程度FNFN两杆的材料、长度均相同。所受的内力相同，为FN显然粗杆更为安全。

构杆的强度与内力在截面上的分布和在某点处的聚集程度有关。是反映一点处内力的强弱程度的基本量§1-4杆件的应力和应变19应力：一点处内力的聚集程度②一点的全应力：⊥截面；∥截面。③垂直于截面的应力分量----正应力④切于截面的应力分量--