《材料力学第二章》课件

《材料力学第二章》PPT课件

制作人：制作者PPT时间：2024年X月目录第1章弹性力学基础第2章弯曲第3章梁的挠度第4章材料的疲劳第5章材料的断裂01第1章弹性力学基础

弹性体的应力应变关系弹性体在外力作用下会发生应变，根据线弹性假设，应力与应变成正比，比例系数为弹性模量。弹性模量是描述材料硬度的重要参数。

弹性体的应力应变关系受力情况下发生的形变弹性体的应变应力与应变成正比线弹性假设描述材料的硬度弹性模量

只考虑一个方向的受力情况平面应力假设0103平衡条件在无限大平面中的应用无限大平面中的平衡方程02描述平面应力问题的方程基本方程基本方程描述平面应变问题的方程包含应力和应变关系渐进平面假设随着形变逐渐增加逼近平面应变情况

弹性体的平面应变问题平面应变假设只考虑一个方向的形变受力方向较为简单弹性体的轴对称问题轴对称应力假设是在某一轴向上应力与径向应力相等的情况。在圆柱体内，应力分布是一个重要的研究课题，可以帮助理解材料的变形特性。02第二章弯曲

包括长度、宽度等杆件的几何参数0103影响杆件的弯曲变形杆件的惯性矩02用于计算弯曲应力杆件的截面积杆件的弹性理论用于描述弹性变形杆件的梁摩擦模型针对不同材料有不同计算方法弯曲应力的计算与弯曲应力有密切关系弯曲变形的计算

弯矩传递的方程常用弯矩方程为MEI/R弯曲变形与位移的关系杆件弯曲变形与位移成正比关系

杆件的弯矩传递杆件的弯曲应力分布最大弯曲应力位于截面中心弯矩越大，应力越大杆件的稳定性杆件的稳定性是指在受到外力作用时的抗弯承载能力。稳定性失稳现象是杆件发生屈曲的现象，临界外力是使杆件发生屈曲的最小外力。稳定性分析方法包括理论分析和有限元分析。

杆件的稳定性屈曲是最常见的失稳现象杆件的稳定性失稳现象即使小幅增加外力也会导致屈曲杆件的临界外力有多种方法用于分析稳定性杆件的稳定性分析方法

03第三章梁的挠度

为什么会产生梁的挠度？梁的挠度是由外力和内力共同作用引起的。如何计算梁的挠度？梁的挠度可通过数学方程式来描述和计算。挠度与刚度的关系梁的挠度与其刚度成反比关系。梁的挠度概念什么是梁的挠度？梁的挠度是指受力后产生的弯曲变形现象。梁的挠度计算梁的挠度计算是结构工程中的重要内容，根据不同支座条件可分为简支梁、固定梁和悬臂梁的挠度计算。简支梁挠度计算需考虑端部支座的影响，固定梁挠度计算则需考虑支座固定度，悬臂梁挠度计算考虑边缘支座自由度。

梁的挠曲破坏弯曲失稳挠曲破坏模式过载或缺乏支撑挠曲破坏原因增加支撑或减小荷载挠曲破坏预防措施

梁在无外力作用下的振动自由振动频率0103振幅、频率等参数振动特性02梁固有的振动模式固有振动模态总结梁的挠度分析是结构设计中不可或缺的一环，通过合理计算和预防梁的挠曲破坏，可以确保结构的稳定性和安全性。同时，振动分析可以帮助工程师了解梁在振动状态下的行为特点，为工程设计提供重要参考。04第四章材料的疲劳

疲劳裂纹的形成疲劳裂纹是在应力循环加载下，由于材料内部存在微缺陷或应力集中引起的裂纹。疲劳裂纹的发展过程包括裂纹萌生、裂纹扩展和最终疲劳断裂。疲劳裂纹的形成原因主要与材料的内部缺陷、材料的性能以及外部加载条件等有关。

疲劳寿命预测基于SN曲线的方法疲劳寿命预测的方法材料的疲劳性能曲线S-N曲线的绘制对应不同加载条件的试验数据处理疲劳试验数据的处理

疲劳断裂的表面形貌疲劳断裂的不同表面特征疲劳断裂的影响因素材料特性加载条件环境因素

疲劳断裂机理疲劳断裂的类型疲劳过程中裂纹扩展的方式疲劳断裂的裂纹形貌特征疲劳过程中损伤逐渐积累的原因和过程疲劳损伤的累积机理0103延长材料的疲劳寿命的策略疲劳寿命的延长方法02预测材料的疲劳寿命疲劳寿命预测模型疲劳寿命预测基于应力分析的方法疲劳寿命预测的方法应力循环下材料的疲劳曲线S-N曲线的绘制实验结果的统计处理和分析疲劳试验数据的处理

疲劳断裂机理疲劳断裂主要包括疲劳裂纹的萌生和扩展过程，不同类型的疲劳断裂会展现出不同的表面形貌。影响疲劳断裂的因素有很多，包括材料的特性，加载条件的变化以及环境因素等等。05第5章材料的断裂

断裂韧性的概念断裂韧性是指材料抵抗断裂的能力，通常通过材料在断裂过程中吸收的能量来表示。测定断裂韧性的方法主要有冲击试验法、拉伸试验法等。断裂韧性对材料的实际应用性能有重要影响，高韧性的材料通常具有良好的抗震抗冲击性能。断裂模式的分类包括拉伸、剪切、撕裂等形式几何形式包括晶粒、裂纹扩展等机制断裂机制包括温度、应力状态、载荷速率等因素影响因素

断裂力学的应用断裂力学在工程中扮演着至关重要的角色，帮助工程师分析材料的破坏过程，设计合理的结构以提高材料的使用寿命。设计原则包括避免应力集中、提高材料韧性等。优化方法则是在不同条件下寻找最佳断裂性能的方案。

未来发展趋势分析发展新型高韧性材料优化断裂力学方法提高材料的破坏韧性知识拓展建议深入学习断裂力学原理尝试应用断裂力学分析实际工程案例关注新兴材料断裂研究动态

总结与展望本章节