材料力学总复习重点第五版刘鸿文课件

材料力学总复习重点第五版刘鸿文课件目录CONTENCT第一章绪论第二章应力和应变第三章轴向拉伸和压缩第四章剪切和挤压第五章扭转第六章弯曲内力第七章弯曲应力第八章弯曲变形01第一章绪论材料力学的定义材料力学的任务材料力学的任务材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和失稳现象的学科。通过对材料进行力学分析，研究材料的变形、破坏和服役性能，为工程设计和构件选材提供依据，为新材料的开发和改进提供指导。01020304连续性假设均匀性假设各向同性假设理想弹性假设材料力学的基本假设材料在各个方向的力学性质相同，即材料的弹性模量、泊松比等力学参数不随方向改变。材料在各个方向上的性质是均匀的，即材料内部各点的物理和化学性质是相同的。材料是连续的，即材料由无数个质点构成，且质点之间没有空隙。材料在受力后能完全恢复原状，即材料不产生永久变形，也称为完全弹性假设。以杆件、板壳及各种工程结构的整体和零部件为研究对象。材料力学的研究对象拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转变形和组合变形。基本变形形式材料力学的研究对象和基本变形形式02第二章应力和应变正应力物体内部相邻两截面之间单位面积上的内力。剪应力物体内部相邻两截面之间单位面积上的剪切力。主应力在物体受力作用后，其内部任何截面上都可以同时存在几个正应力分量，其中数值最大的正应力分量称为主拉应力，数值最小的正应力分量称为主压应力。应力应力集中平均应力最大切应力最小切应力应力在物体受力作用的截面上，由于局部范围内应力分布不均匀（如孔、裂纹、缺口等处），导致局部产生高应力，这种现象称为应力集中。在弹性范围内，物体在单位体积内所受的应力称为平均应力。在剪切变形中，物体所受的剪切力与正压力之比称为最大切应力。在剪切变形中，物体所受的剪切力与正压力之差的绝对值称为最小切应力。线应变物体在单位长度的变形量称为线应变。物体在剪切力作用下，任意两截面间发生相对错动的变形称为剪应变。在物体受力作用后，其内部任何截面上都可以同时存在几个线应变分量，其中数值最大的线应变分量称为主拉应变，数值最小的线应变分量称为主压应变。在物体受力作用的截面上，由于局部范围内应变分布不均匀（如孔、裂纹、缺口等处），导致局部产生高应变，这种现象称为应变集中。剪应变主应变应变集中应变03第三章轴向拉伸和压缩轴向拉伸材料在轴向拉伸力作用下，其长度增加的现象。轴向压缩材料在轴向压缩力作用下，其长度缩短的现象。轴向拉伸和压缩的概念内力应力变形在拉伸或压缩过程中，任意截面上的内力可用应力和变形来表示。单位面积上的内力，称为应力。任意两点之间的相对位移，称为变形。轴向拉伸和压缩时横截面上的内力和应力80%80%100%轴向拉伸和压缩时斜截面上的应力在斜截面上，剪切力产生的剪切应力，称为切应力。在剪切力的作用下，材料发生剪切变形，剪切中心是剪切应力的作用点。剪切变形的大小用剪切应变来表示。切应力剪切中心剪切应变04第四章剪切和挤压VS剪切是指物体受力作用后，在接触面上发生相对滑动的现象。剪切破坏是材料受力后沿着垂直于最大剪应力面发生破坏的形式。剪切实例剪刀剪纸、螺栓拧紧、钢筋在剪力墙中的锚固等都涉及到剪切。剪切的概念剪切的概念和实例剪切强度是指材料抵抗剪切破坏的能力。在实用计算中，需要根据材料的性质、受力情况等因素来确定剪切强度条件。对于一些常见的剪切问题，如螺栓拧紧、钢筋在剪力墙中的锚固等，可以通过一些经验公式或规范来快速确定所需的剪切应力或安全系数。剪切强度条件实用计算方法剪切的实用计算方法挤压的概念挤压是指物体在压力作用下，接触面上的材料发生塑性变形、相互渗透并紧密结合在一起的现象。挤压破坏是材料在挤压作用下发生的破坏形式。挤压实用计算方法在实用计算中，需要根据材料的性质、受力情况等因素来确定挤压强度条件。对于一些常见的挤压问题，如轴与轴承的配合、齿轮传动等，可以通过一些经验公式或规范来确定所需的挤压应力或安全系数。同时还需要考虑一些其他因素，如温度、摩擦等对挤压过程的影响。挤压的实用计算方法05第五章扭转扭转是物体受到一对大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力偶作用时发生的变形。实例：车轮的转动、拧紧螺丝钉等。扭转的概念和实例扭矩是扭转力偶的转动效果，用M表示，单位为N·m。扭矩图是表示扭矩与截面位置关系的图形，横坐标是截面位置，纵坐标是扭矩。扭矩和扭矩图在相互垂直平面上，切应力成对存在，且大小相等，方向相反。剪切弹性模量G和剪切模量K的关系为G=2K。切应力互等定理和剪切胡克定律剪切胡克定律切应力互等定理06第六章弯曲内力弯曲变形物体在受到垂直于其轴线的力作用下，发生的轴线沿直线而发生的弯曲变形。要点一要点二弯曲实例桥梁、房屋、电线杆等。弯曲的概念和实例包括剪力和弯矩。弯曲内力垂直于杆件轴线的横向内力。剪力垂直于杆件轴线的转矩。弯矩在弯曲时，剪应力在截面上是横向分布的，而弯矩引起的应力在截面上是纵向分布的。应力分布弯曲的内力和应力分布010203剪力图和弯矩图是表示杆件在不同位置的剪力和弯矩随位置变化的图形。它们是材料力学中分析和计算弯曲内力的基础。剪力图和弯矩图可以用于判断杆件的强度和稳定性，以及优化设计。剪力图和弯矩图07第七章弯曲应力公式σ=My/Iz描述弯曲正应力是梁横截面上垂直于中性轴的应力，计算公式为σ=My/Iz，其中M是弯矩，y是中性轴到横截面的距离，Iz是横截面对中性轴的惯性矩。弯曲正应力的计算公式公式τ=My/A描述弯曲切应力是梁横截面上平行于中性轴的应力，计算公式为τ=My/A，其中M是弯矩，y是中性轴到横截面的距离，A是横截面积。弯曲切应力的计算公式方法描述弯曲切应力的实用计算方法根据材料力学实验和工程实际经验进行计算。弯曲切应力的实用计算方法主要是根据材料力学实验和工程实际经验进行计算。在实际工程中，通常需要根据梁的尺寸、材料性质和受力情况等因素来确定梁的最大弯曲切应力，以确保梁的安全工作。08第八章弯曲变形弯曲变形是指杆件在受到垂直于其轴线的力作用下，杆件轴线由直线变为曲线。弯曲变形的概念桥梁、房屋、道路等建筑结构在受到垂直于地面的力作用下会发生弯曲变形。汽车、机床等机械系统中的许多构件也会发生弯曲变形。弯曲变形的实例弯曲变形的概念和实例弯曲变形位移的基本公式弯矩M(x)与挠度y之间存在一种微分关系，即M(x)dy=M(y)dx。通过求解挠度y，可以得到弯曲变形位移。积分法的基本步骤选取一个微段dx，在该微段上应用弯曲变形位移的基本公式，得到dx的位移，然后对整个跨度进行积分，得到总的弯曲变形位移。积分法的优缺点积分法可以求解出精确的弯曲变形位移，但是需要求解微分方程，计算较为复杂。此外，对于一些复杂形状和边界条件，可能难以得到解析解。010203用积分法求弯曲变形位移的基本公式叠加法的基本原理叠加法基于弯曲变形位移的基本公式，将