第一章绪论及基本概念.ppt

第一章 主要内容 【学 时】2 【基本要求】 掌握材料力学的性质、任务和研究对象. 掌握构件的强度、刚度和稳定性问题的概念. 懂得其重要性，激起学习它的兴趣. 理解材料力学的基本假设、基本概念及研究方法. 了解杆件基本变形形式的受力和变形特点. 具有足够的刚度 刚度是构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。 满足稳定性要求 稳定性是构件在某种外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。例如柱子不能弯等。 构件的强度、刚度和稳定性均与所用材料的力 学性能有关，因此在实验研究基础上，进行理论分 析是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体，而构件一般均由固体材料制成，故构件一般都是变形固体。 变形固体的假设 1．连续性假设：认为整个物体体积内毫无空 隙地充满物质（数学） 2．均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力 学性能相同（力学） 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（物理） 4.小变形假设：变形与本身的尺寸相比很小 5.线弹性假设：变形与载荷成比例。 外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约束反力。 1. 按外力的作用方式分为：体积力和表面力 1）体积力：连续分布于物体内部各点上的力，如 物体的自重和惯性力。 2）表面力：作用于物体表面上的力，又可分为分布力和集中力。分布力是连续作用于物体表面的力，如作用于船体上的水压力等；集中力是作用于一点的力，如火车轮对钢轨的压力等。 2. 按外力的性质分为：静载荷和动载荷 1）静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，不再随时间变化，保持不变或变动很不显著，称为静载荷。 用截面法求内力的步骤： 1）截开：欲求某一截面的内力，沿该截面将构件 假想地截成两部分 2）代替：取其中任意部分为研究对象，用作用于 截面上的内力，代替弃去部分对留下部 分的作用力 3）平衡：建立留下部分的平衡条件，确定未知的 内力 对于构件任一点的变形，只有线变形和角变 形两种基本变形，分别由线应变和角应变(切应 变)来度量 1．线应变 2．角应变 角应变 —— 即一点单元体两棱角直角的改变 量,无量纲 杆件：长度远大于横向尺寸的构件。杆件主要几何因素是横截面和轴线，其中横截面是与轴线垂直的截面；轴线是横截面形心的连线。 直杆： 轴线为直线的杆。 曲杆： 轴线为曲线的杆。 等直杆：横截面的形状和大小不变的直杆。 变截面杆：横截面沿轴线变化的杆。 §1-5 杆件变形的基本形式 一.轴响拉伸和压缩 受力特点：受大小相等、方向相反、作用线 与 杆件轴线重合的一对力。 变形特点：杆件长度的伸长或缩短。 扭 转 弯 曲 弯 曲 1．材料力学研究的问题是构件的强度、刚度和稳 定性。 2．构成构件的材料是可变形固体。 3．对材料所作的基本假设是：均匀性假设，连续 性假设及 各向同性假设。 4．材料力学研究的构件主要是杆件，且是小变形 杆件。 5．内力是指在外力作用下，物体内部各部分之间 的相互作用；显示和确定内力可用截面法；应 力是单位面积上的内力。点应力可用正应力与 剪应力表示。 6．对于构件任一点的变形，只有线变形和角 变形两种基本变形。 7．杆件的四种基本变形形式是：拉伸（或压 缩），剪切，扭转以及弯曲。 组合变形 本章小结 思考题 1.变形体模型与刚体模型的区别与联系? 2.刚体模型适用的概念、原理、方法，对变形体 可用性与限制性。诸如：力系的等效与简化； 平衡原理与平衡方法等. 3.请判断下列简化在什么 情形下是正确的，什么 情形下是不正确的? 4. 请判断下列 简化在什么情形 下是正确的，什 么情形下是不正 确的? * * 绪论及基本概念 §1-1 材料力学的任务 §1-2 变形固体的基本假设 §1-3 基本概念 §1-4