01材料力学Ch01.ppt

自我介绍 理学院工程力学系 陈上仿 E-mail: chen1217@126.com Phone: 材料力学学科介绍 材料力学的研究对象 连续性假定(Continuity Assumption) 外力(External Force)： 变形体外部对变形体的作用力。 变形体受力后，由于变形，其内部各点均会 发生相对位移，因而产生相互作用力。 （抵抗变形的力） 这种内力是由外力的变化引起的。（变形固体不受外力时，其内部各质点间依旧有相互作用。这种相互作用不是材料力学研究的范畴） 截面法(Section Method) 1、欲求某一截面上的内力时，就沿该截面假想地将变形体分成两部分，任意取出一部分为研究对象，并舍去另一部分。 2、用作用于截面上的内力代替舍去部分对取出部分的作用。 3、建立取出部分的静力学平衡方程，确定内力。 正应力和切应力 变形固体的概念 变形固体的概念 微元体（单元体） σ σ x x Dx τ σ x σ x Dx u u +Du τ β α ) ( 直角改变量 b a g + = = Dx Du m e (平均线应变） 正应变与切应变 §1.5 变形与应变 轴向拉伸或压缩 剪切 扭转 弯曲 §1.6 杆件受力与变形的基本形式 轴向拉伸或压缩 (Stretch and Compression) F F §1.6 杆件受力与变形的基本形式 轴向拉伸或压缩 (Stretch and Compression) F F F F 轴向拉伸 §1.6 杆件受力与变形的基本形式 * 材料力学 ( Materials Mechanics ) ? 引 言 材料力学内容涉及 材料力学既具基础性，又具应用性。 理论力学 （刚体力学） 材料力学是工程类专业的技术基础课。 材料力学 （变形体力学） 固体力学 （应力分析） 材料学 （材料的力学行为） 赵州桥建于隋大业(公元605-618)年间，是著名匠师李春建造。桥长64.40米，跨径37.02米，是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。 ? 引 言 构件 ——工程结构或机构系统的组成部分 构件（变形固体）的几何分类 杆 (Bar)——梁、轴、柱 板 (Plate)、壳 (Shell) 块体 (Body) 材料力学主要以杆件为研究对象 ? 引 言 材料力学的研究内容 材料力学的研究方法 ——研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏或失效的规律。 ——实验分析、理论研究 建立在实验基础之上，面向工程变形体（杆件）的局部问题 材料力学的学习方法与教学要求 理论：课堂听讲、按时完成作业、积极答疑 考核： 平时成绩：２０％ 实验成绩：１０％ 期末考试：７０％ 实验：积极准备、细心操作、认真总结 材料力学研究方法遵循认识论的基本法则：实践-理论-实践 ? 引 言 （实验预习）（实验操作）（撰写实验报告） 第 一 章 绪论 §1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法和应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式 §1.1 材料力学的任务 破坏、失效（failure）——工程构件在外力作用下丧失正常功能的现象 失效形式 ——塑性变形或断裂 ——过量弹性变形 ——突然失衡 构件失效的概念 在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 均匀性假定(Homogenization Assumption) 各向同性假定(Isotropy Assumption) 小变形假定(Small Deformation) 假定组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积 假定固体内到处具有相同的力学性能 假定固体在所有方向上具有相同的力学性能 假定固体在外力作用下产生的变形与固体本身的几何尺寸相比是很小的 外加载荷 约束力 外力分类： 体积力 表面力 集中力 分布力 静载荷 动载荷 §1.3 外力及其分类 内力(Internal Forces) §1.4 内力、截面法和应力的概念 弹性体各部分平衡 内力外力 平衡力系 变形固体受力特征 §1.4 内力、截面法和应力的概念 F1 F3 F2 Fn 截面法(Section Method) §1.4 内力、截面法和应力的概念 F1 Fn F3 F2 变形体内力的特征: 连续分布力系 (空间任意力系） 与外力组成平衡力系(特殊情形下内力本身形成自相平衡力系) §1.4 内力、截面法和应力的概念 F1 FR F3 M F1 Fn F3 F2 分布内力 内力主矢与主矩 ？ 如