材料力學(xué)總復(fù)習(xí)重點(diǎn)第五版劉鴻文課件

材料力學(xué)總復(fù)習(xí)重點(diǎn)第五版劉鴻文課件目錄CONTENCT第一章緒論第二章應(yīng)力和應(yīng)變第三章軸向拉伸和壓縮第四章剪切和擠壓第五章扭轉(zhuǎn)第六章彎曲內(nèi)力第七章彎曲應(yīng)力第八章彎曲變形01第一章緒論材料力學(xué)的定義材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)是研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度和失穩(wěn)現(xiàn)象的學(xué)科。通過對(duì)材料進(jìn)行力學(xué)分析，研究材料的變形、破壞和服役性能，為工程設(shè)計(jì)和構(gòu)件選材提供依據(jù)，為新材料的開發(fā)和改進(jìn)提供指導(dǎo)。01020304連續(xù)性假設(shè)均勻性假設(shè)各向同性假設(shè)理想彈性假設(shè)材料力學(xué)的基本假設(shè)材料在各個(gè)方向的力學(xué)性質(zhì)相同，即材料的彈性模量、泊松比等力學(xué)參數(shù)不隨方向改變。材料在各個(gè)方向上的性質(zhì)是均勻的，即材料內(nèi)部各點(diǎn)的物理和化學(xué)性質(zhì)是相同的。材料是連續(xù)的，即材料由無(wú)數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成，且質(zhì)點(diǎn)之間沒有空隙。材料在受力后能完全恢復(fù)原狀，即材料不產(chǎn)生永久變形，也稱為完全彈性假設(shè)。以桿件、板殼及各種工程結(jié)構(gòu)的整體和零部件為研究對(duì)象。材料力學(xué)的研究對(duì)象拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)變形和組合變形。基本變形形式材料力學(xué)的研究對(duì)象和基本變形形式02第二章應(yīng)力和應(yīng)變正應(yīng)力物體內(nèi)部相鄰兩截面之間單位面積上的內(nèi)力。剪應(yīng)力物體內(nèi)部相鄰兩截面之間單位面積上的剪切力。主應(yīng)力在物體受力作用后，其內(nèi)部任何截面上都可以同時(shí)存在幾個(gè)正應(yīng)力分量，其中數(shù)值最大的正應(yīng)力分量稱為主拉應(yīng)力，數(shù)值最小的正應(yīng)力分量稱為主壓應(yīng)力。應(yīng)力應(yīng)力集中平均應(yīng)力最大切應(yīng)力最小切應(yīng)力應(yīng)力在物體受力作用的截面上，由于局部范圍內(nèi)應(yīng)力分布不均勻（如孔、裂紋、缺口等處），導(dǎo)致局部產(chǎn)生高應(yīng)力，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。在彈性范圍內(nèi)，物體在單位體積內(nèi)所受的應(yīng)力稱為平均應(yīng)力。在剪切變形中，物體所受的剪切力與正壓力之比稱為最大切應(yīng)力。在剪切變形中，物體所受的剪切力與正壓力之差的絕對(duì)值稱為最小切應(yīng)力。線應(yīng)變物體在單位長(zhǎng)度的變形量稱為線應(yīng)變。物體在剪切力作用下，任意兩截面間發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的變形稱為剪應(yīng)變。在物體受力作用后，其內(nèi)部任何截面上都可以同時(shí)存在幾個(gè)線應(yīng)變分量，其中數(shù)值最大的線應(yīng)變分量稱為主拉應(yīng)變，數(shù)值最小的線應(yīng)變分量稱為主壓應(yīng)變。在物體受力作用的截面上，由于局部范圍內(nèi)應(yīng)變分布不均勻（如孔、裂紋、缺口等處），導(dǎo)致局部產(chǎn)生高應(yīng)變，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變集中。剪應(yīng)變主應(yīng)變應(yīng)變集中應(yīng)變03第三章軸向拉伸和壓縮軸向拉伸材料在軸向拉伸力作用下，其長(zhǎng)度增加的現(xiàn)象。軸向壓縮材料在軸向壓縮力作用下，其長(zhǎng)度縮短的現(xiàn)象。軸向拉伸和壓縮的概念內(nèi)力應(yīng)力變形在拉伸或壓縮過程中，任意截面上的內(nèi)力可用應(yīng)力和變形來(lái)表示。單位面積上的內(nèi)力，稱為應(yīng)力。任意兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移，稱為變形。軸向拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力80%80%100%軸向拉伸和壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力在斜截面上，剪切力產(chǎn)生的剪切應(yīng)力，稱為切應(yīng)力。在剪切力的作用下，材料發(fā)生剪切變形，剪切中心是剪切應(yīng)力的作用點(diǎn)。剪切變形的大小用剪切應(yīng)變來(lái)表示。切應(yīng)力剪切中心剪切應(yīng)變04第四章剪切和擠壓VS剪切是指物體受力作用后，在接觸面上發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的現(xiàn)象。剪切破壞是材料受力后沿著垂直于最大剪應(yīng)力面發(fā)生破壞的形式。剪切實(shí)例剪刀剪紙、螺栓擰緊、鋼筋在剪力墻中的錨固等都涉及到剪切。剪切的概念剪切的概念和實(shí)例剪切強(qiáng)度是指材料抵抗剪切破壞的能力。在實(shí)用計(jì)算中，需要根據(jù)材料的性質(zhì)、受力情況等因素來(lái)確定剪切強(qiáng)度條件。對(duì)于一些常見的剪切問題，如螺栓擰緊、鋼筋在剪力墻中的錨固等，可以通過一些經(jīng)驗(yàn)公式或規(guī)范來(lái)快速確定所需的剪切應(yīng)力或安全系數(shù)。剪切強(qiáng)度條件實(shí)用計(jì)算方法剪切的實(shí)用計(jì)算方法擠壓的概念擠壓是指物體在壓力作用下，接觸面上的材料發(fā)生塑性變形、相互滲透并緊密結(jié)合在一起的現(xiàn)象。擠壓破壞是材料在擠壓作用下發(fā)生的破壞形式。擠壓實(shí)用計(jì)算方法在實(shí)用計(jì)算中，需要根據(jù)材料的性質(zhì)、受力情況等因素來(lái)確定擠壓強(qiáng)度條件。對(duì)于一些常見的擠壓?jiǎn)栴}，如軸與軸承的配合、齒輪傳動(dòng)等，可以通過一些經(jīng)驗(yàn)公式或規(guī)范來(lái)確定所需的擠壓應(yīng)力或安全系數(shù)。同時(shí)還需要考慮一些其他因素，如溫度、摩擦等對(duì)擠壓過程的影響。擠壓的實(shí)用計(jì)算方法05第五章扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是物體受到一對(duì)大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力偶作用時(shí)發(fā)生的變形。實(shí)例：車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)、擰緊螺絲釘?shù)?。扭轉(zhuǎn)的概念和實(shí)例扭矩是扭轉(zhuǎn)力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效果，用M表示，單位為N·m。扭矩圖是表示扭矩與截面位置關(guān)系的圖形，橫坐標(biāo)是截面位置，縱坐標(biāo)是扭矩。扭矩和扭矩圖在相互垂直平面上，切應(yīng)力成對(duì)存在，且大小相等，方向相反。剪切彈性模量G和剪切模量K的關(guān)系為G=2K。切應(yīng)力互等定理和剪切胡克定律剪切胡克定律切應(yīng)力互等定理06第六章彎曲內(nèi)力彎曲變形物體在受到垂直于其軸線的力作用下，發(fā)生的軸線沿直線而發(fā)生的彎曲變形。要點(diǎn)一要點(diǎn)二彎曲實(shí)例橋梁、房屋、電線桿等。彎曲的概念和實(shí)例包括剪力和彎矩。彎曲內(nèi)力垂直于桿件軸線的橫向內(nèi)力。剪力垂直于桿件軸線的轉(zhuǎn)矩。彎矩在彎曲時(shí)，剪應(yīng)力在截面上是橫向分布的，而彎矩引起的應(yīng)力在截面上是縱向分布的。應(yīng)力分布彎曲的內(nèi)力和應(yīng)力分布010203剪力圖和彎矩圖是表示桿件在不同位置的剪力和彎矩隨位置變化的圖形。它們是材料力學(xué)中分析和計(jì)算彎曲內(nèi)力的基礎(chǔ)。剪力圖和彎矩圖可以用于判斷桿件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以及優(yōu)化設(shè)計(jì)。剪力圖和彎矩圖07第七章彎曲應(yīng)力公式σ=My/Iz描述彎曲正應(yīng)力是梁橫截面上垂直于中性軸的應(yīng)力，計(jì)算公式為σ=My/Iz，其中M是彎矩，y是中性軸到橫截面的距離，Iz是橫截面對(duì)中性軸的慣性矩。彎曲正應(yīng)力的計(jì)算公式公式τ=My/A描述彎曲切應(yīng)力是梁橫截面上平行于中性軸的應(yīng)力，計(jì)算公式為τ=My/A，其中M是彎矩，y是中性軸到橫截面的距離，A是橫截面積。彎曲切應(yīng)力的計(jì)算公式方法描述彎曲切應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算方法根據(jù)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。彎曲切應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算方法主要是根據(jù)材料力學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際工程中，通常需要根據(jù)梁的尺寸、材料性質(zhì)和受力情況等因素來(lái)確定梁的最大彎曲切應(yīng)力，以確保梁的安全工作。08第八章彎曲變形彎曲變形是指桿件在受到垂直于其軸線的力作用下，桿件軸線由直線變?yōu)榍€。彎曲變形的概念橋梁、房屋、道路等建筑結(jié)構(gòu)在受到垂直于地面的力作用下會(huì)發(fā)生彎曲變形。汽車、機(jī)床等機(jī)械系統(tǒng)中的許多構(gòu)件也會(huì)發(fā)生彎曲變形。彎曲變形的實(shí)例彎曲變形的概念和實(shí)例彎曲變形位移的基本公式彎矩M(x)與撓度y之間存在一種微分關(guān)系，即M(x)dy=M(y)dx。通過求解撓度y，可以得到彎曲變形位移。積分法的基本步驟選取一個(gè)微段dx，在該微段上應(yīng)用彎曲變形位移的基本公式，得到dx的位移，然后對(duì)整個(gè)跨度進(jìn)行積分，得到總的彎曲變形位移。積分法的優(yōu)缺點(diǎn)積分法可以求解出精確的彎曲變形位移，但是需要求解微分方程，計(jì)算較為復(fù)雜。此外，對(duì)于一些復(fù)雜形狀和邊界條件，可能難以得到解析解。010203用積分法求彎曲變形位移的基本公式疊加法的基本原理疊加法基于彎曲變形位移的基本公式，將