第一章-材料力學緒論

1緒論§1-1工程中的材料力學問題§1-2變形固體的性質(zhì)與基本假設(shè)§1-3桿件的外力、內(nèi)力與內(nèi)力分量§1-4桿件的應(yīng)力與應(yīng)變§1-5桿件變形的基本形式1§1-1工程中的材料力學問題

蘊含了無數(shù)力學理念2

工程實際中，結(jié)構(gòu)物或機械一般由各種零件（稱為工程構(gòu)件member）組成。當結(jié)構(gòu)物或機械工作時，這些構(gòu)件就會承受一定的載荷（load）即力的作用3力產(chǎn)生的效應(yīng)理論力學研究力產(chǎn)生的外效應(yīng)，研究力與機械運動之間的普遍規(guī)律研究對象抽象為——剛體4材料力學研究力產(chǎn)生的內(nèi)效應(yīng)，研究力與物體的變形及破壞規(guī)律研究對象抽象為——可變形固體5

結(jié)構(gòu)物或機械要正常工作，要求組成它們的構(gòu)件有足夠的承擔載荷的能力——承載能力6（1）構(gòu)件必須具有足夠的強度：衡量構(gòu)件承載能力的三個主指標：

構(gòu)件在外力作用下具有足夠的抵抗破壞的能力。構(gòu)件必須具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)的能力（2）構(gòu)件必須具有足夠的剛度：構(gòu)件在外力作用下具有足夠的抵抗變形的能力。（3）構(gòu)件必須具有足夠穩(wěn)定性7構(gòu)件在外力作用下具有足夠的抵抗破壞的能力8構(gòu)件在外力作用下具有足夠的抵抗變形的能力9構(gòu)件必須具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)的能力

構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性與構(gòu)件的材料、截面形狀與尺寸、成本有關(guān)。10材料力學的任務(wù)：（既安全又經(jīng)濟地設(shè)計構(gòu)件）就是在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟的代價，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料，為構(gòu)件設(shè)計提供必要的理論基礎(chǔ)和計算方法課程的研究方法理論分析和實驗手段相結(jié)合材料的力學性質(zhì)(材料在外力作用下的變形規(guī)律)需要通過試驗獲得一些理論以實驗結(jié)果得出的某些假設(shè)為前提橫向尺寸遠小于縱向尺寸11一、變形固體：二、變形固體的基本假設(shè)：1、連續(xù)性假設(shè)：2、均勻性假設(shè)：3、各向同性假設(shè)：在外力作用下可發(fā)生變形的固體。認為變形固體整個體積內(nèi)都被物質(zhì)連續(xù)地充滿，沒有空隙和裂縫。認為變形固體整個體積內(nèi)各點處的力學性質(zhì)相同。認為變形固體沿各個方向的力學性質(zhì)相同（不適合所有的材料）。假設(shè)2和3表示材料的力學性能與坐標、方向無關(guān)§1-2變形固體的性質(zhì)與基本假設(shè)12小變形：三、研究材料力學的前提條件——小變形假設(shè)。指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生的變形量遠小于構(gòu)件的尺寸材料力學研究的變形通常局限于小變形范圍——小變形前提小變形前提條件的作用1、小變形前提保證構(gòu)件處于純彈性變形范圍彈性變形——卸載后能自動恢復(fù)的變形塑性變形——卸載后不能恢復(fù)的變形絕大多數(shù)工程材料的彈性變形都是小變形。13δ1δ2AA1FFBC求FN1、

FN1

時，仍可按構(gòu)件原始尺寸計算。2、小變形前提允許以變形前的受力分析代替變形后的受力分析因構(gòu)件在外力作用下發(fā)生的變形與原尺寸相比非常小，在計算構(gòu)件所受的力時，可按構(gòu)件原始尺寸計算。l143、小變形前提保證疊加法成立疊加法指構(gòu)件在多個載荷作用下產(chǎn)生的變形——可以看作為各個載荷單獨作用產(chǎn)生的變形之代數(shù)和疊加法是材料力學中常用的方法。15一、外力1、按作用方式分體積力

表面力

集中力

分布力2、按隨時間變化分靜載荷

動載荷交變載荷

沖擊載荷§1-3桿件的外力、內(nèi)力和內(nèi)力分量16二、內(nèi)力與截面法：1、內(nèi)力的定義：在外力作用下，構(gòu)件內(nèi)部各部分之間因相對位置改變而引起的附加的相互作用力——附加內(nèi)力。2、內(nèi)力的特點：①連續(xù)分布于截面上各處；②隨外力的變化而變化。3、截面法：用以顯示和求解內(nèi)力的方法，其步驟為：①截開：②代替：③平衡：分為兩部分，在待求內(nèi)力的截面處假想地將構(gòu)件截用內(nèi)力代替棄去部分對脫離體的作用；——通常為分布內(nèi)力系對脫離體列出平衡方程。－脫離體；取其中一部分為研究對象17FN——軸力FSy,FSz——剪力Mx——扭矩My、Mz——彎矩內(nèi)力分量分布內(nèi)力可以簡化為主矢和主矩,用FR和M表示。工程計算中有意義的是內(nèi)力的主矢和主矩在確定坐標系上的分量——18應(yīng)力的概念:比較a、b圖桿兩桿①應(yīng)力定義：截面上一點處內(nèi)力的聚集程度FNFN兩桿的材料、長度均相同。所受的內(nèi)力相同，為FN顯然粗桿更為安全。

構(gòu)桿的強度與內(nèi)力在截面上的分布和在某點處的聚集程度有關(guān)。是反映一點處內(nèi)力的強弱程度的基本量§1-4桿件的應(yīng)力和應(yīng)變19應(yīng)力：一點處內(nèi)力的聚集程度②一點的全應(yīng)力：⊥截面；∥截面。③垂直于截面的應(yīng)力分量----正應(yīng)力④切于截面的應(yīng)力分量--