《材料力学原理》课件

《材料力学原理》课件本课件介绍了材料力学的基本原理和应用，包括应力、应变、强度、屈服、疲劳等概念，并结合工程实践案例进行讲解。课程简介课程目标掌握材料力学的基本概念和原理，并能应用于工程实践课程内容力与力的合成、力的平衡条件、应力与应变、强度理论、屈曲稳定性分析、材料性能测试技术等力与力的合成平行四边形法则两个力合成，其合力为平行四边形的对角线三角形法则两个力合成，其合力为三角形的三条边之一力的平衡条件1合力为零2合力矩为零3静止或匀速直线运动集中力所引起的应力1正应力垂直于截面的力所引起的应力2剪应力平行于截面的力所引起的应力集中力作用下的应变1正应变材料在正应力作用下的变形2剪应变材料在剪应力作用下的变形集中力所引起的挠度1弯曲变形材料在弯矩作用下的变形2挠度梁在弯曲变形后，横截面中心线移动的距离3计算方法积分法、叠加法等分布荷载所引起的应力均布荷载作用在杆件上，其荷载强度在整个长度上均匀分布集中荷载作用在杆件上，其荷载强度集中在一个点上分布荷载所引起的应变正应变材料在正应力作用下的变形剪应变材料在剪应力作用下的变形分布荷载所引起的挠度弯曲变形材料在弯矩作用下的变形挠度梁在弯曲变形后，横截面中心线移动的距离轴向应力与轴向应变剪应力与剪应变剪应力作用于材料表面，且平行于该表面的力所引起的应力剪应变材料在剪应力作用下，其形状发生改变，其角度的变化称为剪应变挠曲应力与挠曲应变挠曲应力材料在弯矩作用下，其横截面上的应力分布挠曲应变材料在弯矩作用下，其横截面上的应变分布扭转应力与扭转应变扭转应力作用于材料表面，且平行于该表面的力所引起的应力扭转应变材料在扭转应力作用下，其形状发生改变，其角度的变化称为扭转应变复合应力状态1正应力2剪应力3复合应力状态主应力理论1主应力作用于材料表面，且垂直于该表面的应力2主应力方向材料表面上应力最大的方向3主应力理论分析材料在复合应力状态下的强度强度理论最大正应力理论材料的破坏是由最大正应力引起的最大剪应力理论材料的破坏是由最大剪应力引起的薄壁构件承载分析薄壁圆筒承载分析，主要考虑其内压对壁厚的影响薄壁球壳承载分析，主要考虑其内压对壁厚的影响厚壁构件承载分析应力分布厚壁构件内，应力分布不均匀，需要考虑其径向变化强度分析根据材料的强度，确定厚壁构件的承载能力变形能量理论弹性变形材料在应力作用下发生的变形，在应力去除后可以恢复原状塑性变形材料在应力作用下发生的变形，在应力去除后不能完全恢复原状冲击载荷分析冲击载荷短时间内作用于材料的载荷冲击韧性材料抵抗冲击载荷的能力疲劳损坏理论1疲劳材料在反复载荷作用下，最终发生断裂2疲劳强度材料抵抗疲劳破坏的能力3疲劳寿命材料在疲劳载荷下，可以承受的循环次数屈曲稳定性分析屈曲材料在压力或弯矩作用下，发生突然失稳的现象屈曲载荷引起材料发生屈曲的临界载荷结构优化设计1轻量化设计在满足强度和刚度要求的前提下，尽量减轻结构重量2材料选择根据结构的性能要求，选择合适的材料3形状优化通过改变结构的形状，提高其强度和刚度弹塑性力学基础材料性能测试技术拉伸试验测试材料的抗拉强度、屈服强度、伸长率等性能冲击试验测试材料的冲击韧性疲劳试验测试材料的疲劳强度和疲劳寿命常见材料性能指标强度材料抵抗破坏的能力韧性材料抵抗冲击的能力刚度材料抵抗变形的能力材料本构关系模型线性弹性模型适用于材料处于弹性变形阶段非线性弹性模型适用于材料处于非线性弹性变形阶段塑性模型适用于材料处于塑性变形阶段材料选择与设计原则1性能需求确定结构的强度、刚度、韧性等性能要求2材料性能根据材料的性能指标，选择合适的材料3成本因素考虑材料的成本和加工工艺4环保因素考虑材料对环境的影响案例分析与研讨桥梁设计材料力学在桥梁设计中的应用建筑结构设计材料力学在建筑结构设计中的应用机械零件设计材料力学在机械零件设计中的应用