材料力学备课.DOC

材料力学-自学辅导材料 1.1 构件、载荷、抵抗破坏、变形 构件正常工作应有足够的承受载荷的能力： 强度、刚度、稳定性 强度：抵抗破坏的能力 刚度：抵抗变形的能力 稳定性：保持原有平衡形态的能力 材料力学的任务：满足以上要求，安全、经济，理论基础、计算方法 在学习理论的同时，应重视实验分析 1.2 变形固体的基本假设 连续性、均匀性、各向同性 连续性：不留空隙（存在每个点，可将力学量表示为固体内点的坐标的函数） 均匀性：固体内 各处 相同的力学性能 各向同性：固体内 沿任何方向 相同的力学性能 各向异性材料：木材、纤维织品、某些人工合成材料 1.3 内力：构件内各部分间相互作用力因外力引起的附加值 内力概念的理解： 构件内各部分间存在相互作用力 外力将引起相互作用力的变化 相互作用力的变化量（附加值）即为内力 内力因外力引起 内力与构件的强度密切相关 截面法，内力系 内力系对某点取极限→应力（反映内力系在某点的强弱，集度） 应力为矢量：正应力σ（西格玛埃普西龙伽玛 圣维南原理：拉（压）杆端部的受力方式，分布力系，集中力 2.3 构件的强度计算：应力，材料的力学性能（机械性能） 材料的力学性能：在外力作用下，材料在变形、破坏等方面的特性，由实验测定 本节以低碳钢和铸铁为代表，介绍材料在拉伸时的力学性能 低碳钢拉伸时的力学性能 在低碳钢拉伸时，绘制应力-应变曲线（σ-ε曲线），对曲线各阶段进行划分 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 局部变形阶段 弹性阶段：σ与ε的关系呈直线 σ=Eε （胡克定律） 常量E为弹性模量 直线最高点对应的应力σp为比例极限 在弹性阶段，材料为线弹性的 弹性变形、残余变形、塑性变形 屈服阶段：应力基本保持不变，而应变明显增大 屈服点（屈服极限）σs ：衡量材料强度的重要指标 强化阶段： 强度极限（抗拉强度）σb ：曲线最高点所对应的应力，是材料能承受的最大应力，是衡量材料强度的另一重要指标 局部变形阶段 缩颈现象 伸长率δ（得尔塔 伸长率是衡量材料塑性的指标 δ＞5%——塑性材料：碳钢、黄铜、铝合金 δ＜5%——脆性材料：辉铸铁、玻璃、陶器、石料（抗拉强度较低，不宜作为抗拉构件） 断面收缩率ψ：衡量材料塑性的指标 卸载定律：卸载过程中按直线规律变化，且平行 冷作硬化：预拉到强化阶段卸载，再次加载时，可是比例极限提高，但塑性降低 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，其屈服极限的确定方法 名义屈服极限（条件屈服极限）σ0.2 ：产生0.2%塑性应变时的应力 2.4 铸铁的压缩试验：试样在较小的变形下突然破坏，破坏断面的法线与轴线大致成45°~55°的倾角。 脆性材料的抗压强度远比抗拉强度高，宜作为抗压构件 2.5 失效：不能保持应有的形状和尺寸 强度、刚度、稳定性不足，都可引起失效， 极限应力，许用应力[σ]，安全因数 例题：注重构件的实际尺寸 安全因数的确定 2.6 抗拉（抗压）刚度：EA 泊松比μ（横向变形因素） 2.7-2.9不讲 2.10 应力集中：应构件外形突然变化，造成局部区域内应力显著增大的现象 理论应力集中因数 对于脆性材料，应力集中对强度的影响，比较严重 对于塑性材料，在周期性变化的应力，或冲击荷载作用下，应力集中对强度的影响较严重 2.11 剪切 剪切的特点：作用用于构件某一截面两侧的力，大小相等、方向相反、均平行于该截面且相距很近，使构件的两部分沿该截面发生相对错动的变形 书中的公式计算出来的是平均切应力（名义切应力） 实际上切应力不是均匀分布，采用名义极限应力、安全因素来弥补计算缺陷 剪切计算的关键：确定剪切面及面积 挤压 挤压面应力分布比较复杂，假设应力均匀分布 挤压计算的关键：确定挤压面及面积 挤压面为平面：挤压面积就为接触面面积 挤压面为圆柱面：挤压面积就为接触面的投影面积 3.1 扭转的概念：力偶矩 扭转的实例：轴 本章扭转的研究对象：圆截面等直杆的 3.2 从轴的实例入手，提出外力偶矩的计算公式 扭矩的正负号规定：右手螺旋法则 扭矩图的绘制 技巧：假设截面上的扭矩为正，从计算出的扭矩正负号来判断转向 3.3 薄壁圆筒扭转时的切应力 切应力互等定理 纯剪切：单元体的上下左右4个侧面上，只有切应力并无正应力 纯剪切的概念 剪切胡克定律 3.4 先讲了薄壁圆筒的扭转，现在讲圆轴的扭转 在分析计算前，先做圆轴扭转的平面假设(此假设是人为制定的，但后来发现符合实验结果，且与弹性力学的分析一致) 对于空心圆轴，其中α=d/D 圆轴扭转的强度条件 3.5 在扭矩T作用下圆轴的转角φ GIP称为圆轴的抗扭刚度 单位长度扭转角φ′ 以单位长度扭转角作为刚度控制要求 工程界习惯将弧度单位换算成度的单位，π=180° 3.6-3.7不讲 4.1 静矩（相对某轴的一次矩） 可利用合力之矩定理，计算形