FXQ材料力学2011第1章P2S3.ppt

载荷特点：受轴向力作用 一般情形下，应力与相应内力分量关系如下： 杆件受力与变形的几种形式 扭转 Me Me g j 在一对大小相等、方向相反、位于垂直于杆轴线的两平面内的外力偶作用下，杆的任意横截面将绕轴线发生相对转动，而轴线仍维持直线。 扭转的特点 载荷特点：受绕轴线方向 力偶作用（力偶作用面平 行于横截面） 变形特点：横截面绕轴线转动 杆件受力与变形的几种形式 杆件受力与变形的几种形式 弯曲 Me Me 在一对大小相等、方向相反、位于杆的纵向平面内的外力偶作用下，杆件的轴线由直线弯曲成曲线。 弯曲的特点 载荷特点：在梁的两端作用 有一对力偶，力偶作用面 在梁的对称纵截面内 变形特点：梁的横截面绕某轴转动一个角度。 杆件受力与变形的几种形式 杆件受力与变形的几种形式 总结：基本受力与变形形式 拉压变形 剪切变形 扭转变形 弯曲变形 总结：基本受力与变形形式 杆件受力与变形的几种形式 杆件受力与变形的几种形式 在工程实际中，杆件可能同时承受不同形式的荷载而发生复杂的变形，但却可看作是上述基本变形的组合。由两种或两种以上基本变形组成的复杂变形称为组合变形。 5、组合变形 考虑主要外力作用，归到基本变形 几种力都不能忽略，归到组合变形 组合受力 弹性体受力与变形特征 　　外力使物体运动状态发生改变，称为外力的外效应；而外力使物体形状发生改变，称为外力的内效应。 ? 分析并确定构件所受各种外力的大小和方向。 ?? 研究在外力作用下构件的内部受力、变形和 失效的规律。 ? 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的 设计准则与设计方法。 弹性体受力与变形特征 内力： 固有内力—物体各部分之间、材料各微粒之间的相互作用力。 物体在受到外力之前，内部就存在着固有内力。 附加内力—由于外力作用而引起的受力构件内部各质点产生相对位移而附加的相互作用力。 材料力学----附加内力 （简称内力） 随外力产生或消失 随外力改变而改变 但有一定限度 弹性体受力与变形特征 弹性体受力与变形特征 1、有限性 2、分布性 3、成对性 F1 Fn F3 F2 内力的特点 弹性体受力与变形特征 物体内部某一部分与相邻部分间的相互作用,内力。 必须“截开物体”，内力才能显示。 处于平衡状态的物体，其任一部分也必然处于平衡状态。 M F1 F2 F3 B A 弹性体受力与变形特征 截面法求内力 用截面法求内力和取分离体求约束反力的方法本质相同。这里取出的研究对象不是一个物体系统或一个完整的物体，而是物体的一部分。 FN=F F F F 整体平衡 局部平衡 弹性体受力与变形特征 M＝ M0 M0 M0 M0 整体平衡 局部平衡 弹性体受力与变形特征 弹性体受力与变形特征 作用在弹性体上的外力相互平衡 内力与外力平衡； 内力与内力平衡。 F1 F3 F2 Fn 假想截面 F1 F2 F3 Fn 分布内力 弹性体受力与变形的第一个特征： 弹性体中由变形引起的内力不能是任意的。 ∑Y=0, N=FP ∑M=0, MZ=FP×a 例1 弹性体受力与变形特征 内力分布在截面上，向截面形心简化。 弹性体受力与变形特征 ? ? ? 变 形 前 变形不协调 变形不协调 变形协调一致 变形协调条件 弹性体受力与变形的第二个特征： 弹性体受力后发生的变形不能是任意的。 弹性体受力与变形特征 弹性体受力与变形的第三个特征： 弹性体受力后发生的变形与物性有关。 物性关系：受力与变形之间存在确定的关系。 应力、应变及其相互关系 ? 分布内力集度－应力 ? 应力与内力分量之间的关系 ? 一点变形程度的度量——应变 ? 应力与应变之间的物性关系 应力、应变及其相互关系 设m-m截面上的分布内力如图所示 称为平均应力 在截面任一点C取微面积 ，设微面积上的内力合力为 微面积 上的内力平均集度为 F m m 应力 F m m F m m 应力、应变及其相互关系 当 趋于零时，其极限 q m m 称为应力 q 应力p可分解为与截面垂直、相切的两个分量 和 垂直于截面的分量 称为正应力 相切于截面的分量 称为切应力 应力单位 N/m2（帕斯卡，Pa）, 工程中应力单位 MPa或GPa 1 MPa=106 Pa, 1 GPa=109 Pa ※ ※ ※ ※ s0 s0 t0 t0 正负号规定： 正应力: 拉为正，压为负。 剪应力: 顺时针为正，逆时针为负 应力、应变及其相互关系 应力、应变及其相互关系 ΔA ΔFQy ΔFQz Δ