《结构力学教学课件》课件

《结构力学教学课件》欢迎来到结构力学的精彩世界！课程概述课程目标掌握结构力学的基本原理和方法，为后续课程打下坚实基础。课程内容力学基础知识，结构类型分析，应力应变关系，梁的内力分析，材料强度理论，构件承载能力，结构整体稳定性分析，结构设计原理。力学基础知识回顾力力的概念、作用效果、力的合成与分解。力矩力矩的概念、计算方法、力矩的平衡条件。平衡平衡的概念、平衡条件、静力学基本定理。基本概念1刚体理想化的物体，在外力作用下不会发生形变。2变形体实际物体，在外力作用下会发生形变。3应力物体内部由于外力作用而产生的内力。4应变物体由于外力作用而产生的形变。基本原理1牛顿运动定律描述物体运动规律的三个基本定律。2平衡条件物体处于平衡状态时应满足的条件。3虚功原理用来求解平衡问题的基本原理。结构类型及受力分析桁架结构由杆件通过铰接连接组成的结构，主要承受轴向力。梁结构主要承受横向荷载，并产生剪力和弯矩。框架结构由梁和柱组成，主要承受横向荷载和轴向力。轴向受力构件拉伸杆件受到拉力作用，会发生拉伸变形。压缩杆件受到压力作用，会发生压缩变形。弯曲受力构件1弯矩弯曲力矩是使构件产生弯曲变形的主要因素。2剪力剪力是弯曲力矩的伴随力，会引起构件横截面的剪切变形。3弯曲应力由于弯矩作用产生的应力。剪切受力构件1剪切应力由于剪力作用产生的应力。2剪切变形由于剪力作用产生的变形。应力应变关系应力物体内部由于外力作用而产生的内力。应变物体由于外力作用而产生的形变。胡克定律弹性范围内应力与应变成正比关系。应力定义应变定义胡克定律1弹性模量材料抵抗弹性变形的指标。2泊松比材料在单向拉伸或压缩时，横向应变与纵向应变之比。平面应力分析应力状态物体内部某点处的应力分布情况。主应力最大和最小正应力，对应于最大和最小剪应力为零的方向。主应力和主应变主应力最大和最小正应力，对应于最大和最小剪应力为零的方向。主应变最大和最小正应变，对应于最大和最小剪应变为零的方向。莫尔应力圆1应力圆用图形方法表示平面应力状态，方便求解主应力、主应变等。2应用用于分析平面应力状态、求解主应力和主应变、判断材料失效方式。梁的内力分析剪力梁上任意截面两侧的横向力之差。弯矩梁上任意截面两侧的力矩之差。剪力和弯矩1剪力图将梁上各点的剪力值绘制成的图。2弯矩图将梁上各点的弯矩值绘制成的图。断面设计矩形截面最常见的梁截面形状，便于加工和计算。工字形截面承受弯矩和剪力的能力强，广泛用于桥梁和建筑结构。材料强度理论强度材料抵抗破坏的能力。强度理论根据材料的强度特性，判断结构在不同应力状态下的失效方式。最大应力理论理论依据材料在最大正应力达到屈服极限时失效。适用范围适用于脆性材料，如铸铁、玻璃等。最大切应力理论理论依据材料在最大切应力达到屈服极限时失效。适用范围适用于塑性材料，如钢、铝等。最大变形能理论理论依据材料在应变能达到临界值时失效。适用范围适用于塑性材料，能考虑材料的变形能积累效应。构件承载能力分析压缩构件承受压力作用的构件，其承载能力取决于材料的压缩强度和构件的稳定性。拉伸构件承受拉力作用的构件，其承载能力取决于材料的拉伸强度。压缩构件屈服材料超过屈服极限，发生永久变形。失稳构件在压力作用下发生弯曲变形，最终导致破坏。拉伸构件1拉伸强度材料抵抗拉伸破坏的能力。2断裂强度材料发生断裂时的应力值。弯曲构件1弯曲应力由于弯矩作用产生的应力。2弯曲强度材料抵抗弯曲破坏的能力。结构整体稳定性分析稳定性结构在荷载作用下保持原有平衡状态的能力。失稳结构在荷载作用下失去平衡，发生整体破坏。欧拉稳定理论1临界荷载使细长杆发生失稳的最小荷载。2影响因素杆的长度、截面形状、材料的弹性模量。临界荷载失稳形式构件在荷载作用下发生弯曲变形，最终导致破坏。结构设计原理安全系数设计荷载与材料强度之间的比值，用于保证结构的安全可靠性。承载能力设计根据材料强度和安全系数，确定构件能够承受的最大荷载。安全系数作用保证结构安全可靠，防止意外事故发生。确定根据结构类型、材料性能、荷载特性等因素确定。承载能力设计目标确保结构能够安全可靠地承受