材料力学 第1章绪论

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,材料力学,1,第一章 绪论,1-1 材料力学的任务,1-2 变形固体的根本假设,1-3 外力及其分类,1-4 内力、截面法和应力的概念,1-5 变形与应变,1-6 杆件变形的根本形式,2,理论力学,研究,刚体,，,研究,力,与,运动,的关系。,材料力学,研究,变形体,，,研究,力,与,变形,的关系。,1 根本概念,构件,:,工程结构或机械的,各组成局部。,1. 1 材料力学的任务,破坏；变形,3,对构件在荷载作用下正常工作的要求,.,具有足够的强度,规定,荷载作用下不应破坏。,F,F,a,F,F,钢 筋,b,4,. 具有足够的刚度,荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。,荷载未作用时,荷载去除后,荷载作用下,F,5,. 满足稳定性要求,荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。,8,稳定性问题：,9,稳定性问题：,10,2 材料力学的任务,1研究构件的强度、刚度和稳定性；,2研究材料的力学性能；,3为合理解决工程构件设计中平安性与经济性,之间的矛盾提供力学方面的依据。,3 材料力学与工程问题,大量的工程问题需要用到材料力学的理论和方,法。,11,4 教学要求等事宜,材料力学是一门重要的根底课，要学好材料力,学必须要下一些功夫。,几条建议：,1、 正确理解和掌握根本概念；,2、 熟练掌握根本定理和公式；,3、 课后及时看书复习，注意归纳总结；,4、 认真、及时地完成课后作业；,12,1. 2 变形固体的根本假设,在材料力学中，对变形固体作如下,假设,：,灰口铸铁的显微组织,球墨铸铁的显微组织,1.,连续性,假设：,认为整个物体所占空间内毫无,空隙地充满物质。,13,2.,均匀性,假设：,普通钢材的显微组织,优质钢材的显微组织,认为物体内的任何局部，其,力学性能相同、均匀分布。,3.,各向同性,假设：,认为物体在各个不同方向上,的力学性能相同。,各向异性,14,4.,小变形,假设：,认为,构件的变形,极其微小,，,比构件本身尺寸要小得多,。,15,2 在,变形分析,时，可,以直线代曲线,。,1 在列,平衡方程,求力时，可忽略变形，仍,用,变形前,的形状和尺寸。,原始尺寸原理,小变形,的要点：,几个重要概念：,1弹性变形；2线弹性变形；3塑性变形,16,1. 3 内力、截面法和应力的概念,1,. 内力,内力, 由于外力引起的物体内部的,附加力,。,物体受外力作用后，由于变形，其内部各点均会发生相对位移，因而产生相互作用力。,17,x,y,z,N,T,Q,y,Q,z,M,y,M,z,内力的形式,N,轴力;,T,扭矩;,Q,y,Q,z,剪力;,M,y,M,z,弯矩 。,18,截面法的步骤,用假设平面将构件截开从而揭示构件内力并确定内力的方法。,截：用假设平面将构件在欲求内力处截开。,取：取出研究局部，弃去其它局部。,代：以截面上的内力代替被弃局部对保存局部的作用。,平：建立保存局部的平衡方程，确定未知内力。,2,. 截面法,为求出内力，采用截面法。,19,平：,Y,0,P-N,= 0,N,=,P,m,c,=0,Pa-M,=0,M,=,Pa,：P、a。,求：m-m截面上的内力。,解：截：沿m-m截面截开。,弃：保存图示实线局部，,弃去其它局部。,代：用内力N、M 代替被,弃局部对保存局部,作用。,c,m,m,x,y,a,P,N,M,20,3,. 应力的概念,为了表示内力在一点处的强度，引入,内力,集度,即,应力,的概念。,平均应力,C,P,D,A,C,点的,应力,应力是,矢量,。,21,垂直于截面的应力称为“正应力” (,Normal Stress,),位于截面内的应力称为“切应力”(,Shearing Stress,),s,a,C,正,应力；,切应力。,t,p,p,C,点的全,应力。,22,单元体的变形,(1)棱边长度的变化；,(2)棱边之间角度的变化；, 线应变，用,表示,切应变，用,表示,1. 4 变形与应变,x,x,x,x,x,x,u,23,线段ab的绝对变形：,u,线段ab的平均正应变相对变形：,a点沿棱边ab方向的线应变。,x,x,x,x,x,x,u,24,b,a,g,+,=,单元体棱边角度的,变化剪应变：,说明：,1应变为无量纲的量；,2应变符号：,线应变：伸长为正；,切应变：原来为直角，增大为正。,25,1.构件按几何形状分类,构件,杆,块,板,壳,直杆,曲杆,变截面直杆,等截面直杆,大曲率杆,小曲率杆,16 杆件变形的根本形式,26,P,P,T,0,T,0,P,M,2剪切,3扭转,4弯曲,P,P,1 拉伸和压缩,2.杆件的四种根本变形形式,27,1.为什么在理论力学课程中，可以把物体看作是刚体；但在材料力学课程中，却把构件看作是变形体？,2.为什么要对变形固体作连续性、均匀性和各向同性假设？,3.构件上的某一点、假设任何方向都无应变，那么该点无位移，试问这种说法是否正确？为什么？,一、问答题,28,二、是非判断题,1、因为构件是变形固体，在研究构件平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。( ),2、外力就是构件所承受的载荷。( ),3、用截面法求内力时，可以保存截开后构件的任一局部进行平衡计算。( ),4、应力是横截面上的平均内力。( ),5、杆件的根本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种变形的某种组合。( ),6、材料力学只限于研究等截面杆。( ),29,