北航材力課件第一章

自我介紹姓名：

胡偉平辦公室：（一）210聯(lián)系方式：82338489(Ouweiping@Page1注意事項(xiàng)一、作業(yè)：每周二交作業(yè)。二、答疑時(shí)間：待定平時(shí)可以和老師聯(lián)系答疑。三、考試:平時(shí)20%（作業(yè)、出勤、實(shí)驗(yàn)），期末80%四、參考書：

其它教材：《材料力學(xué)》(范欽珊，孫訓(xùn)方，劉鴻文等)

《材料力學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)及典型題精解》（西交大）

《材料力學(xué)自學(xué)多媒體課件》（北航）課外：《力學(xué)史》(武際可)，《材料力學(xué)史漫話》(老亮)Page2本講內(nèi)容二、了解材料力學(xué)發(fā)展簡史；一、了解材料力學(xué)的研究內(nèi)容、基本任務(wù)、研究對象、基本假設(shè)；三、了解材料力學(xué)的幾個(gè)基本概念?！?-3外力與內(nèi)力§1-4應(yīng)力§1-5應(yīng)變§1-6胡克定律Page3

材料力學(xué)的研究內(nèi)容：1、材料的力學(xué)性能：用于計(jì)算和分析的力學(xué)性能參量2、構(gòu)件的力學(xué)分析：受力和變形分析Page4應(yīng)縣木塔(1056年)趙州橋（公元600年前后）Page5Tacoma海峽新橋Tacoma海峽大橋1940年破壞Page6重慶綦江彩虹橋（使用不到4年）

新建的重慶綦江彩虹橋Page7鉆床Page8強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力strength剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力stiffness鉛筆不倒翁穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡形式的能力stability

材料力學(xué)的任務(wù)：細(xì)長桿P麻繩鋼繩Page9

材料力學(xué)的研究對象體(body)板(plate)桿(bar/rod)

材力的主要研究對象是桿，以及由桿組成的簡單桿系，同時(shí)也研究一些形狀與受力均比較簡單的板與殼。Page10吊車Page11地鐵車站Page12高壓電線塔毀壞的高壓電線塔Page13碼頭吊塔Page14

材料力學(xué)的基本假設(shè)

材料力學(xué)研究材料的宏觀力學(xué)行為

材料力學(xué)主要研究鋼材等金屬材料關(guān)于材料的基本假設(shè)：

連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為材料無空隙地充滿于整個(gè)構(gòu)件。——力學(xué)量可以用坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)表示。

均勻性假設(shè)：構(gòu)件內(nèi)每一處的力學(xué)性能相同?！ㄟ^試樣得到的材料性能可用于構(gòu)件的任何部位。

各向同性假設(shè)：構(gòu)件某一處材料沿各個(gè)方向的力學(xué)性能均相同Page15金屬材料的微觀結(jié)構(gòu)Page16

材料力學(xué)發(fā)展簡史

中國古代有關(guān)材料力學(xué)的應(yīng)用試弓定力圖—東漢趙州橋—隋朝Page17斗拱Page181103年，李誡在《營造法式

大木作制度》指出：

“凡梁之大小，各隨其廣分為三份，以二份為厚”Page19

材料力學(xué)在近代的發(fā)展伽利略像1638年：材料力學(xué)的開端《關(guān)于兩種新科學(xué)的對話》提出了梁強(qiáng)度的計(jì)算公式開創(chuàng)了用系統(tǒng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)與觀察的方法進(jìn)行研究Page20胡克的彈性實(shí)驗(yàn)裝置1678年：

發(fā)現(xiàn)“胡克定律”雅各布.伯努利，馬略特：

得出了有關(guān)梁、柱性能的基礎(chǔ)知識，并研究了材料的強(qiáng)度性能與其它力學(xué)性能。庫倫：

修正了伽利略、馬略特關(guān)于梁理論中的錯(cuò)誤，得到了梁的彎曲正應(yīng)力和圓桿扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的正確結(jié)果Page21(瑞士)歐拉像

主要研究梁的變形：

《曲線的變分法》，推導(dǎo)出受橫向力的懸臂桿的撓度表達(dá)式

《關(guān)于柱的承載力》，討論了壓桿穩(wěn)定問題，引入了臨界載荷的概念。

還研究了大變形問題、變截面梁的問題、具有初始曲率桿的問題。Page22(瑞士)約翰.伯努利像(意大利)拉格朗日像提出“虛位移原理”闡述了“虛功原理”Page23(英國)托馬斯.楊像(法國)納維像定義“彈性模量”研究了扭轉(zhuǎn)問題、梁的彎曲問題、提出了解超靜定問題的位移法1826年，第一本《材料力學(xué)》Page24(法國)泊松像定義“泊松比”(法國)圣維南像研究了扭轉(zhuǎn)和彎曲問題，提出了“圣維南原理”Page25(烏克蘭)鐵摩辛柯像建立“鐵摩辛柯梁”模型研究了圓孔附近的應(yīng)力集中問題，梁板的彎曲振動問題，薄壁桿件扭轉(zhuǎn)問題，彈性系統(tǒng)穩(wěn)定性問題等出版了大量力學(xué)教材：《材料力學(xué)》，《高等材料力學(xué)》，《結(jié)構(gòu)力學(xué)》，《板殼理論》等20多部Page26

材料力學(xué)在現(xiàn)代的發(fā)展20世紀(jì)，各種新型材料(復(fù)合材料、高分子材料等)廣泛應(yīng)用，實(shí)驗(yàn)水平、計(jì)算方法不斷提高；材料力學(xué)所涉及的領(lǐng)域更加廣闊，它仍在發(fā)展。19~20世紀(jì)，高速車輛、飛機(jī)、鐵路橋梁等的出現(xiàn)，減輕自重問題突出，薄壁件、細(xì)長件大量采用，大大推動了材料力學(xué)的發(fā)展；超高強(qiáng)度材料和焊接結(jié)構(gòu)的廣泛使用，促進(jìn)了對低應(yīng)力脆斷和疲勞問題的研究Page27

材料力學(xué)與理論力學(xué)的區(qū)別

理論力學(xué)研究剛體的力學(xué)行為

材料力學(xué)研究變形體（彈性體）的力學(xué)行為PPPDABCPPage28

外力的分類：表面力：體積力：分布力集中力靜載荷：動載荷：§1-3外力與內(nèi)力氣、液體壓力，接觸力。重力，慣性力，電磁力。不隨時(shí)間改變或變化較慢。隨時(shí)間顯著變化或使構(gòu)件各質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生明顯加速度Page29

內(nèi)力與截面法：(internalforce,methodofsection)

求內(nèi)力的方法：FFFF構(gòu)件受外力：1、構(gòu)件變形；2、構(gòu)件內(nèi)部相連各部分之間有相互作用力——內(nèi)力。FFABC

AB段內(nèi)任一位置