第一章绪论材料力学.ppt

研究内容 研究内容 三大基本原理 能量原理，实验方法 常见的承力构件 拉伸或压缩 杆件——杆 讨 论 请确定图（a） b 1-1和2-2截面 上的内力. 2 1 1 2 1 1 2 2 绪论/内力、截面法和应力的概念 应力—分布内力在截面内一点的密集程度 F1 F2 F3 Fn 应力就是单位面积上的内力？ 绪论/内力、截面法和应力的概念 ——M点的合应力 正应力—垂直于截面的应力 剪应力—在截面内的应力 且 绪论/内力、截面法和应力的概念 P1 P2 ΔA M DFR ΔFS 受力物体内各截面上每点的应力，一般是不相 同的，它随着截面和截面上每点的位置而改变。 因此，在说明应力性质和数值时必须要说明它所 在的位置。 注意点： 应力是一向量，其量纲是[力]/[长度]2，单位 为牛顿/米2，称为帕斯卡，简称帕 Pa .工程 上常用兆帕 MPa Pa,或吉帕 Gpa Pa。 绪论/内力、截面法和应力的概念 强度问题、刚度问题 绪论/材料力学的任务 稳定性：构件在外力作用下保持其原有平衡状态 的能力（是否会弯折的问题）。 材料力学中稳定性主要是针对细长的压杆而言的。例如： P P 构件失稳－指细长压杆或薄壁构件在外载下处于一种不稳定的平衡状态，丧失承载能力。 绪论/材料力学的任务 稳定问题 绪论/材料力学的任务 脚 手 架 绪论/材料力学的任务 不同构件的承载能力是不同的。与下列因素有关： 材料性质：如木材，钢铁； 尺 寸：大、小； 形 状：空心、实心；平放、竖放。 从安全角度考虑：优质材料，构件尺寸粗大； 从经济角度考虑：节省材料，减少成本，减轻自重。 绪论/材料力学的任务 具体地说,材料力学的任务是研究构件受力以后的变形和破坏的规律，为设计构件提供强度、刚度和稳定性的计算依据，力求使设计的构件既经济又安全、适用。 绪论/材料力学的任务 二、材料力学的研究 对象及其基本假设 静力学：刚体 刚 体 F′ F F ′ F 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 F′ F F ′ F 变 形 体 F′ F F ′ F 材料力学的研究对象：变形固体 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 注意：刚体模型适用的概念、原理、 方法，在研究变形体模型的内部效应（变 形）时不适用。诸如：力和力偶的可传递 性原理、力的分解和合成原理等。 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 讨 论 请判断下列 简化在什么情形 下是正确的，什 么情形下是不正 确的： 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 讨 论 请判断下列 简化在什么情形 下是正确的，什 么情形下是不正 确的： 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 基本假设: 4、小变形假设：物体的几何形状及尺寸的改变与其 总尺寸相比是很微小的。 1、连续性假设：微观不连续，宏观连续。可以引入 无限小概念，可以进行极限、积分、微分的运算。 2、均匀性假设：物体内各点处的性质处处相同。 3、各向同性假设：微观各向异性， 宏观各向同性。 研究变形体力学的平衡方程时，静力学的原理适用。 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 灰口铸铁的 显微组织 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 球墨铸铁的 显微组织 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 普通钢材的 显微组织 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 优质钢材的 显微组织 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 材料性质均匀化处理 材料学中将晶粒、纤维和分子长链 称为材料的基本组织单元，其尺寸 远远小于相应宏观构件的尺寸。材 料微观结构具有不均匀和不连续性， 基本组织单元也会表现出各向异性。 由于宏观结构由无数个随机排列的基本组织单元组成，其性能可采用统计平均值作均匀化处理。 多数工程用金属和建筑材料符合上述假设。但明显的宏观 非均匀 如夹层材料 、非连续 如大空隙松散材料 及各向 异性 如木材，复合材料 材料，大变形情况除外。 绪论/材料力学的研究对象及其基本假设 本课程大多研究静力平衡下的物体－忽略加载速率及构件加速度影响。 构件 形状多样，尺寸不一，材料种类繁多，外部因素 复杂。 主要研究处于静力平衡下的杆件 Bar 类构件。 研究对象 某方向（长度方向）尺寸远大于其它