材料力学课件全套刘鸿文版课件.ppt

比萨斜塔位于意大利的比萨小镇，是一座由白色云石建成的古塔。该塔发生倾斜但斜而不倒，比萨斜塔因此远近闻名。比萨斜塔建于1173年，塔高79尺，自建成以后曾发生多次倾斜，常人只凭眼睛也能察觉。意大利科学家伽利略曾在斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，开创了实验物理的新时代，斜塔也因而更加闻名遐迩。意大利政府曾想尽办法制止古塔的继续倾斜，但到目前为止未能成功。比萨斜塔附近建有教堂，供教友进内朝拜 1、强度： 1940年11月7日，美国华盛顿州塔科马桥（Tacoma Bridge）因风振致毁，这一严重的桥梁事故，开始促使人们对桥梁的风致振动问题进行系统深入的研究。该桥主跨长853.4m，全长1810.56m，桥宽11.9m，而梁高仅1.3m。通过两年时间的施工，于1940年7月1日建成通车。但由于当时人们对柔性结构在风作用下的动力响应的认识还不深入，虽然设计风速为60m/s，但在19m/s风速下结构就产生强烈扭曲振动而遭破坏。 §1-2 变形固体的基本假设 研究内容 研究内容 三大基本原理 能量原理，实验方法 铁摩辛柯， Stephen Prokofievitch Timoshenko　(1878～1972)　　 美籍俄罗斯力学家。 《材料力学》?铁木辛柯?，盖尔 1972，科学出版杜 材料力学发展简史 生产的发展，新型建筑物、运 输工具、机械的发明与使用， 冶金工业的发展、新材料的出 现与应用，促使材料力学成为 一门科学。 十八世纪以后 Daniel Bernoulli , Euler，Lagrange, Coulomb, Navier, Thomas Young, Laplace, Cauchy, Poisson, Lame, Saint Venant 等等众多科学家在材料力学试验和理论上均做出了重要贡献，使其不断发展。 材料力学发展简史 外部荷载作用下构件的响应 理论力学研究 物体整体位置 随时间变化， 即通常所谓的 刚体运动。 1 原子之间的相互作用使物体保持一定的形状。即在外部因素作用前，固体内粒子之间已存在相互作用力。 研究内容 固体物理学 F ω 质点间相互作用程度改变，即产生附加作用，使质点间相对位置变化，宏观上物体尺寸与形状将产生变化。即物体变形(Deformation)，称其为变形体 (Deformable Body)。 2 外部载荷 固体力学研究之三大基本原理（Newton体系） 物体变形应满足几何关系：无空隙无重叠。物体的变形必须满足变形协调关系 外力作用下，物体（变形体）内部产生内力；所有的力必须满足力的平衡关系 1 2 力与变形的关系；物理关系，由材料力学性能决定。 3 当构件受到外荷载作用而产生变形时，荷载作用点产生一定位移，在此过程中，外荷载做功；同时构件内将存储一定的变形能 (Deformation Energy) 。 材料实验：研究材料的破坏机理；获得其力学性能及行为。构件实验：实测构件的力学响应；验证理论。 能量原理－ Lagrange 体系 实验方法 根据能量原理可建立寻求力、变形或位移的有效方法。 一定条件下，能量法与力学三大原理存在等价性。 ? 1.1 材料力学的任务 力学属古老物理科学的分支之一。 力学与生产实践具有密切的关系。人类要生存，必要改造世界。房屋、道路，水坝、桥梁等的建造，生产加工和运输工具等的发明，是人类的生存条件越来越好，在此过程中，遇到许许多多问题。固体力学解决与固体材料构件相关的力学问题。 材料力学的发展有近500年的历史，衣、食、住、行是人类生存的根本。伴随着这些问题的解决，产生了一门科学。 材料力学的发展有近500年的历史，衣、食、住、行是人类生存的根本。伴随着这些问题的解决，产生了一门科学。 材料力学的发展有近500年的历史，衣、食、住、行是人类生存的根本。伴随着这些问题的解决，产生了一门科学。 改造世界的进程在不断加快，宏观到微观（Nano），航空到航天…。世界之所以如此多姿多彩，是因为有了力学及其它各学科。 荷载主要考虑机械荷载－即构件之间相互的机械作用而产生的机械力。也涉及热的作用。宏观变形。 荷载主要考虑机械荷载－即构件之间相互的机械作用而产生的机械力。也涉及热的作用。宏观变形。 荷载主要考虑机械荷载－即构件之间相互的机械作用而产生的机械力。也涉及热的作用。宏观变形。 能量法内容丰富，用途广泛。是建立复杂问题数值解法的基础，如计算机结构分析方法。材料力学一开始就是以实验为基础而建立。理论与实验是其研究方法中并重的两种途径。 * ∴ P O FN M * 三、应力：内力系在某点的内力集度，反映内力系在该点的强弱。 ?FN ?A C * 应力p可分解： 正应