材料力学的基本概念.ppt

第二篇 变形体静力学 # 材料力学的任务 # 材料力学研究的对象 # 杆件变形的基本形式 # 外力和内力 前 言 1、材料力学的任务 在生产实际中，各种机械和工程 结构得到广泛应用。组成机械的零 件和结构的元件，统称为 构件 。 举两个例子 简易压力机横梁、连杆受力可能破坏 横梁 轴销 活塞杆 气缸 连杆 上平台 工件 下平台 变速器传动轴受力变形、工作失稳 齿轮 传动轴 对构件设计的要求 构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的 能力），以保证在规定的使用条件下不 致发生破坏。 构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的 能力），以保证在规定的使用条件下不 产生过分的变形。 构件应具备足够的稳定性（即维持其原 有平衡形式的能力），以保证在规定的 使用条件下不产生失稳现象。 材料力学的任务 由上述三项构件安全工作的基本要求可 以看出：如何合理的选用材料（既安全又经 济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺 寸，便成为构件设计中十分重要的问题。 材料力学的主要任务是：研究构件在外 力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理 设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析 的基本理论和方法。 2、 材料力学研究的对象 材料力学主要研究 杆件 横向尺寸远小于纵向尺 寸的构件 横截面 轴线 截面形心 3、杆件变形的基本形式 # 轴向拉伸与压缩 # 剪切与挤压 # 扭转 # 弯曲 （ 1）轴向拉伸和压缩 拉伸 变细变长 压缩 变短变粗 拉力与压力都是沿杆的轴线方向 （ 2）剪切和挤压 剪切变形 挤压变形 剪切变形 （ 3）扭转 Me Me g j （ 4）弯曲 Me Me 4、外力、内力与应力 外力是指由其他物体施加的力或 由物体本身的质量引起的力 内力是指在外力作用下物体内各 个部分之间的作用力 外力的正负号取决于所建立的 坐标系，与坐标轴同向为正反 向为负。 内力的正负号根据规定，不同 变形的内力有不同的规定。 应力是内力分布的集度，可以理解为是单 位面积的内力 正应力 垂直于截面的应力 剪应力 平行于截面的应力 0 0 0 正负号规定： 正应力 拉为正，压为负。 剪应力 顺时针为正，逆时针为负 5、变形固体及其基本假设 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为 变形固体，而构件一般均由固体材料制成，所以构 件一般都是变形固体。 由于变形固体种类繁多，工程材料中有金属与 合金，工业陶瓷，聚合物等，性质是多方面的，而 且很复杂，因此在材料力学中通常省略一些次要因 素，对其作下列假设： 1） 连续性假设：认为整个物体所占空间内到处 无空隙地充满物质。 2） 均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力 学性能相同。 3） 各向同性假设 : 认为物体内在各个不同方向上 的力学性能相同。