1绪论-材料力学第五版(刘鸿文主编)解析

教案材料力学授课专业：机电技术教育机械技术教育教研室宛传平1课程内容课时课时分配讲课实验第一章绪论22第二章拉伸和压缩1284第三章扭转642第四章弯曲内力44第五章弯曲应力66第六章弯曲变形66第七章应力状态理论88第八章组合变形66合计50446课程内容与学时分配（50学时）2第一章绪论材料力学：研究物体受力后的内在表现，

即变形规律和破坏特征。3构件(或零件):组成结构或机械的单个部分要求构件在外力作用下必须安全(正常工作）强度条件：在外力作用下抵抗破坏的能力刚度条件：在外力作用下抵抗变形的能力稳定性条件：在外力作用下保持其原有平衡形态的能力§1-1材料力学的任务4材料力学的任务：是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。制造构件必须考虑经济性：节约材料，减轻自重5§1-2变形固体及其基本假设变形固体：构件是由固体材料制成的，固体在外力作用下要变形，故称为变形固体材料力学中对变形固体作了以下基本假设：一、连续性假设认为物质毫无空隙地充满了物体的几何空间，结构是密实的。（可用微积分数学工具）二、均匀性假设物体内任一点处的力学性能完全相同。力学性能：材料在外力作用下所表现出来的性能。6三、各向同性假设组成物体的材料沿各方向的力学性能完全相同。（这样的材料称为各向同性材料；沿各方向的力学性能不同的材料称为各向异性材料。）四、小变形假设变形远小于构件尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算,以保证问题在几何上是线性的。（原始尺寸原理）在求某一小变形值时，其高阶小量就可舍去。7§1-3外力及其分类按作用方式分类：体积力：连续分布在物体内部各点上的力 如重力、惯性力分布力：连续分布在物体一个面上的力表面力集中力：力的作用面积很小8按作用时间分类：静载荷：由零开始缓慢变化至某一定值后 不随时间变化，或变化很不显著。动载荷：随时间变化的力 （交变载荷、冲击载荷）外力一般由静力学知识可以求解。9一、内力由于外力作用引起的构件内部各部分的相互作用力的变化量。它是解决构件强度、刚度、稳定性问题的基础。求解内力的基本方法：截面法（将杆件假想地切开以显示内力，并利用平衡条件确定内力的方法。）常见内力的类型：轴力FN、剪力FS、扭矩T、弯矩M§1-4内力、截面法和应力10截面法示意图：当杆件被截面截开后，杆件原有的外界作用力不变，在截面处增加了几对作用力与反作用力。任取一部份作为研究对象，另一部分被遗弃，遗弃部分对所取部分的作用，用内力来代替，列平衡方程时全部作为外力对待。FNFSMFN′FS′M′二、截面法11截面法的基本步骤：①截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。②代替：任取一部分。弃去部分对留下部分的作用，用作用在截面上相应的内力（力或力偶）代替。③平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据已知外力来计算杆在截面上的未知内力（此时截面上的内力对所留部分而言是外力）。12例：截面法求轴力N。

APP简图APPPAN截开：代替：平衡：13三、应力1.定义：由外力引起的内力分布集度（密集程度）。

单位：Pa（帕）=N/m2，一般用MPa。

工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“失效”往往从内力集度最大处开始。14

P

AM①平均应力：②应力（点的应力）：2.应力的表示：15③应力分解：p

M

垂直于截面的应力称为“正应力”；位于截面上的应力称为“剪应力”

。

显然：16因为外力作用会引起构件变形（尺寸和角度）平均线应变：每单位长度的平均伸长或缩短。线应变（应变或正应变）：长度的变化率。角应变（切应变）：角度的变化量。——原始尺寸原理：计算时以变形前的尺寸代入平衡方程进行计算。二、应变17§1-6杆件变形的基本形式杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸纵向（长的一个方向）横向（短的两个方向）18横截面：垂直于长度方向的截面轴线：所有横截面形心的连线横截面和轴线是相互垂直的直杆：轴线为直线等直杆：轴线为直线，横截面相同曲杆：轴线为曲线19杆件的四种基本变形形式：(1)拉伸或压缩 杆受一对大小相等，方向相反的纵向力，力的作用线与杆轴线重合20(2)剪切 杆受一对大小相等，方向相反的横向力，力的作用线靠