01材料力学绪论概论.ppt

内容提要 材料力学的任务 材料力学的基本假设 内力，截面法 ? 应力 变形与应变 杆件的分类 ? 杆件变形的基本形式 * 绪论及基本概念 材料力学 材料力学的任务 结构 —— 建筑物或机械中承受 荷载 而起骨架作用的部分 一、研究对象 荷载（分静荷载、动荷载） —— 各构件在正常工作情 况下一般承受的力。 构件：组成 结构 或 机械 的单个部分 外力 —— 荷载和约束反力 二、研究内容 构件的 强度、刚度、稳定性及材料的 力学性质。 强度：构件抵抗破坏的能力 1、在荷载作用下构件应不致于破坏（断裂），即应具有 足够的 强度。 2、 在荷载作用下构件所产生的变形应不超过工程上允许 的范围，即要求有足够的 刚度。 刚度：构件抵抗变形的能力 3、 承受荷载作用时，构件在其原有形状下的平衡应保 持为稳定的平衡，即要满足 稳定性 的要求。 稳定性：构件维持其原有平衡形式的能力 　　　受一定外力作用的构件，要求能正常工作，一般 须满足以下三方面要求 足够的强度 必须的刚度 足够的稳定性 构件的承载能力 三、研究方法 ：传统方法 ：理论方法 与 实验方法 ； 计算机分析方法 。 材料力学的任务 : 设计构件时，在保证满足强度、刚度、 稳定性的要求的前提下，还必须尽可能 合理选用材料和降低材料的消耗量， 以节约资金或减轻构件的自重。 　　材料力学的基本假设 二、可变形固体的几种基本假设 一、可变形固体 在荷载作用下发生变形（尺寸的改变 和形状的改变）的固体。 (1) 均匀假设：各点处的力学性质是完全相同的 (2) 连续假设：物体在其整个体积内充满了物质而毫无空隙 (a) 变形必须满足几何相容条件，即变形后的固体既不引起 “空隙”，也不产生“挤入“现象。 (b) 把某些力学量看作固体点的位置函数时，可进行极限分析。 材料在各个方向的力学性质相同。 (3) 各向同性假设 (c) 从物体内任意一点处取出的体积单元，其力学性能都能代表 整个物体的力学性能。 l b a 三、弹性变形和塑性变形 弹性变形：卸除荷载后能完全消失的那一部分变形。 塑性变形：外力被除去后不能消失而残留下来的变形。 a为弹性变形 b为塑性变形 构件材料的力学模型　 　　连续、均匀、各向同性的可变形固体，且在大多数场合下 局限在弹性变形范围内和小变形条件下进行研究 　 变形体与刚体的区别 例如：材料力学中研究杆件的变形问题时可否允许 　　　　应用力的可移性原理　? 答：不能 P B A l 小变形：变形远小于构件的原始尺寸 小变形下，在考虑静力平衡，静力等效等问题时， 又可以将变形略去，仍按变形前的原始尺寸考虑。 P 由于?l 远小于l，因此在 计算A端的反力时，可以 略去 ?l 的影响仍认为力P 作用于B点。 内力和截面法 ? 应力 一，外力和内力 外力：其他构件对研究对象的作用力。 内力：由于外力作用构件各质点间的相对位置发生变化， 而产生的附加内力。（内力是由于外力引起的） 二，截面法 截面法是材料力学中研究内力的一个基本方法 求图中任一截面 mm 内力的步骤： (1) 在求内力的截面处，将构件假想切开成两部分 m m m m (2) 留下一部分，弃去一部分 ，并以内力代替弃去部分 对留下部分的作用 m m m m m m m m m m (3) 根据留下部分的平衡条件求出该截面的内力 三，应力 a ?A ?P ?N ?T 求截面上 a 点的应力 包围 a 点取一微面积 ?A ?A上内力的总和为 ?P 将 ?P分解 ? 法向分量 ? N 切向分量 ? T a ?A ?A面积内的平均剪应力 ?A面积内的平均正应力 pm ?m ?m ?A面积内的平均应力 a ?A ?P ?N ?T a ? ? ? ? p a ?A pm ?m ?m a点的总应力 P分解?