第5章材料力学绪论.ppt

?F ?A M ② 应力的表示 ②一点的全应力（总应力） 第5章 材料力学绪论 5.3 内力、截面法和应力的概念 △A面积上的内力合力△ 应力：截面上一点处内力的聚集程度 * * 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 5.2 变形固体及其理想化 5.3 内力、截面法和应力的概念 5.4 位移、变形与应变 5.5 杆件变形的基本形式 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 一、研究对象 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。 5.1 材料力学的任务 当载荷完全除去后可完全消失的变形； 弹性变形： 塑性变形： 当载荷完全除去后不能消失的那部分变形（残余变形）； 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 静力学中，力是滑移矢量，力偶矩矢为自由矢量。 材料力学中，力与力偶矩矢均不能自由平移。 力的可传性 力的平移定理 构件根据它的形状和尺寸分为： 杆件：空间一个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度的弹性体。 板：空间的一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度，且各处曲率均为零的弹性体。 块体：空间三个方向有相同量级的尺度的弹性体； 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 块体(body) 杆件的两个几何要素： 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 直杆、曲杆、等截面杆、变截面杆 横截面：垂直于杆长度方向的截面。 轴线：各横截面中点的连线。 材料力学主要的研究对象是等直杆 材料力学的任务（力与变形破坏问题而言） 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 结构物或机械要正常工作，要求组成它们的构件有足够承担载 荷的能力—承载能力。 衡量构件承载能力的三个主要指标： （1）构件必须具有足够的强度 （2）构件必须具有足够的刚度 （3）构件必须具有足够的稳定性 构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力。 构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力。 构件具有足够的保持原有平衡状态的能力 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 重庆彩虹桥坍塌 “豆腐渣”工程彩虹桥仅仅通车两年零222天后，于1999年1月 4日整体坍塌，造成40人死亡，轻重伤14人。 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 美国纽约马尔克大桥坍塌 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 2）在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸、选择适宜的材料，而提供必要 的理论基础和计算方法。 本课程材料力学的任务： （既安全又经济的设计构件） 1）研究物体平衡时的一般规律 第5章 材料力学绪论 5.1 材料力学的任务 材料力学的研究方法 理论分析与实验手段相结合 ＊一些理论以实验结果得出的某些假设为前提； ＊材料的力学性能（材料在外力作用下的变形破坏规律） 需要通过试验来获得； 构件的强度、刚度、稳定性不仅与构件的形状有关，而 且与构件所使用材料的力学性能有关，因此在理论分析基础 上，实验研究是完成材料力学任务所必需的途径和手段。 5.2 变形固体及其理想化 二、变形固体的基本假设 1、连续性假设: 5.2 变形固体及其理想化 第5章 材料力学绪论 认为材料无空隙地分布于物体所占的整个空间中 认为物体内的任何部分，其力学性能相同 3、各向同性假设: 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同 （不适合所有材料） 一、变形固体 在外力作用下可发生变形的固体。 2、均匀性假设: 假设2和3表示力学性能与坐标、方向无关 5.3 内力、截面法和应力的概念 第5章 材料力学绪论 5.3 内力、截面法和应力的概念 4、小变形假设 δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。 一、内力和截面法 1、内力的定义： 在外力的作用下，构件内部各部分之间因相对位置的改变而引起的附加的相互作用力（附加内力） 。 第5章 材料力学绪论 2、内力的特点： 5.3 内力、截面法和应力的概念 ① 连续分布于截面上的各处； ② 随外力的变化而变化； 3、截面法: 用以显示和求解内力的方法，其步骤为： ① 截开 在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二取其中一部分为研究对象。 -取脱离体 m m m m m m m m ②代替 用内力代替弃去部分对保留部分的作用;(通常为分布内力系) 第5章 材料力学绪论 5.3 内力、截面法和应力的概念 ③平衡