材料力学教学课件作者王国安第1章绪论课件.ppt

* 桥梁的安全性 * * 简单桁架 * * * * 第一章 绪论 第二节 变形固体及其基本假设 第一节 材料力学的研究对象、任务和研究方法 第三节 杆件的变形形式 小结 * 第一节 材料力学的研究对象、任务和研究方法 一、材料力学是一门什么样的科学 1.构件：组成机器或结构物的每一个元件。 2.承载能力： （1）强度 构件在外力作用下抵抗破坏的能力。 （2）刚度 构件在外力作用下抵抗变形的能力。 （3）稳定性 构件在外力作用下保持原有平衡 状态的能力。 * * 强度 和 刚度 * 工程构件的强度、刚度问题 * 自行车结构也有强度、 刚度和稳定问题 * * 大型桥梁的强度、刚度、稳定问题 * * 二、材料力学的任务 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。 结论：材料力学是一门研究构件承载能力的科学。 * 三、材料力学的研究方法 材料力学采用的是实验假设―理论分析―实验 验证的研究方法。 * 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： 第二节 变形固体及其基本假设 变形固体是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）。 * 构件在外力作用下发生的变形与原有尺寸比较非常小（作静力分析时变形可以忽略不计，按原有尺寸计算）。 4．小变形假设： δ 1 δ 2 A A1 F F B C * 假设外力的大小没有超出一定的限度，构件只是发生了弹性变形，并且外力与变形之间符合线形关系，能够直接利用胡克定律。 5．线弹性假设： * 构件 一个方向的尺度远大于其他两个方向的尺度。 一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度(平面)。 三个方向具有相同量级的尺度。 一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度(曲面)。 杆： 板： 块体： 壳： 第三节 杆件的变形形式 * 板 壳 块体 杆件 * 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 轴线：各横截面中点的连线。 截面：垂直于杆横长度方向的截面。 * 基本变形 轴向拉伸与压缩 剪切 扭转变形 弯曲变形 组合变形 斜弯曲 拉压与弯曲 弯曲与扭转 * 轴向拉伸 * 轴向压缩 * 剪切 * 扭转 * 弯曲 * 小 结 1．衡量构件的承载能力： （1）强度 构件在外力作用下抵抗破坏的能力。 （2）刚度 构件在外力作用下抵抗变形的能力。 （3）稳定性 构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。 2．材料力学的任务： 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。 * 3．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。 4．研究材料力学的前提条件——小变形。 * 杆的四种基本变形 轴向拉压 剪切 扭转 弯曲 应力状态和强度理论 组合变形 斜弯曲 轴向拉压与弯曲 弯曲与扭转 分析方法： 实例 外力 内力 应力 强度 变形 刚度 基本概念 基本假设 5 ． 6 ．截面的几何性质、压杆稳定、能量法、动荷载。 * 受拉杆的强度问题 * 弯曲梁的刚度问题 * * 受压杆需满足稳定性的要求 * *