材料力学课件 第一章绪论

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1、材料力学第一章绪论上海工程技术大学基础教学学院工程力学部1§1—2材料力学的基本假设§1—1材料力学的任务与研究对象§1—3外力与内力§1—4材料力学研究的主要内容小结力学在各领域的应用、第一章绪论第一章绪论2§1—1材料力学的任务与研究对象一、强度、刚度与稳定性1.构件：组成机器或结构物的每一个元件第一章绪论AD：梁；BC：杆；静力学：可求AD梁A、B、D处的约束反力。即：１）受力图２）列平衡方程若：解得:3（1）足够的强度；第一章绪论（2）足够的刚度；（3）足够的稳定性。问题：1、此结构能否正常的工作？1)梁是否会断、2)支撑杆能否被压坏，2、要正常工作应有那几个指标来衡

2、量？强度：抵抗破坏的能力。AD不折断，BC不被压坏。刚度：构件抵抗变形的能力。稳定性：构件保持原平衡状态的能力。即：是否能负担起应当承受的载荷？弯曲变形是否过大；并能否保持原平衡状态不变？4AD梁的强度问题AD梁的刚度问题BC杆的强度问题BC杆的稳定性问题5（1）强度：第一章绪论（2）刚度：（3）稳定性：衡量构件安全工作的三个主指标：构件在外力作用下抵抗破坏的能力。构件在外力作用下抵抗变形的能力。构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。构件的强度、刚度和稳定性是与构件的材料、截面形状与尺寸、成本有关。结论：材料力学是一门研究构件承载能力的科学。材料力学的任务：1）研究构件在外

3、力作用下的内力、变形和破坏的有关规律；2）为设计构件提供有关强度、刚度和稳定性计算的基本原理和方法。6第一章绪论7第一章绪论8材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受荷载之间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截面形状。材料的力学性质：指材料在外力作用下表现的破坏和变形的情况。可由实验测定。第一章绪论9第一章绪论理力：研究对象是刚体，二、材料力学的研究对象材料力学是研究构件的承载能力与变形的问题。即物体的变形是可以忽略不计的。材料力学：研究对象：杆件，是要变形的固体。横截面：

4、垂直长度方向的截面。轴线：各横截面形心的连线。各横截面均相同的直杆。等直杆：杆轴梁10板壳块体杆件第一章绪论杆：空间一个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度，这种弹性体称为杆（bar)板：空间一个方向的尺度远小于其它两个方向的尺度，且各处曲率均为零，这种弹性体称为板Plate壳：空间一个方向的尺度远小于其它两个方向的尺度，且至少有一方向的曲率不为零，这种弹性体称为壳shell。体：空间三个方向且有相同量级的尺度，这种弹性体称为体body。11直杆：轴线为直线的杆。曲杆：轴线为曲线的杆。等直杆：各横截面的大小相同的直杆。变截面直杆：各横截面的大小不相同的直杆。杆杆的两个几何要素轴

5、线：各横截面中点的连线。横截面：垂直于杆长度方向的截面。第一章绪论小结：为研究方便对变形体作一些必要的基本假设。12一、变形固体：二、变形固体的基本假设：1、连续性假设：2、均匀性假设：3、各向同性假设：§1—2变形固体及其基本假设在外力作用下发生变形的固体。认为变形固体整个体积内都被物质充满，没有空隙和裂缝。认为变形固体整个体积内各点处的力学性质相同。认为变形固体沿各个方向的力学性质相同（不适合所有的材料）。第一章绪论为什么要提出这些假设？13而不变。AC杆水平，小变形：三、研究材料力学的前提条件——小变形。第一章绪论构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常小。在求构件在

6、外力作用下各杆的内力时，变形忽略不计，按杆件原尺寸计算。δ1δ2AA1FFBC求N1、N2时，14材料力学研究的对象是杆件。就所研究的对象而言，其它构件和物体对其的作用力。一、外力：外力：AD梁：§1—3外力与内力第一章绪论称为此构件所受的外力。BC杆：外力：15外力的分类集中力，力偶。静荷载，体力：连续分布于物体内部各点上的力，交变载荷：随时间作周期性变化的载荷。第一章绪论分布力，动荷载：不随时间变化的荷载，随时间变化的荷载。或：随时间极缓慢变化的荷载。表面力：作用于构件表面的力。按时间变化分为：冲击载荷：在瞬时发生突然变化的载荷。按作用方式分：自重。16二、内力与截面法：

7、第一章绪论1、内力的定义：在外力作用下，构件内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用力。2、内力的特点：①连续分布于截面上各处；②随外力的变化而变化。3、截面法：用以显示和求解内力的方法，其步骤为：①截开：②代替：③平衡：N分为两部分，在待求内力的截面处假想地将构件截用内力代替弃去部分对脱离体的作用；对脱离体列出平衡方程。－脱离体；取其中一部分为研究对象17三、应力第一章绪论比较a、b图杆所受力情况①应力定义：一点处内力的集度，NN两杆的材料、长度均相同。两杆所受的内力相同，；N显然粗杆更为安全。构