工程力学（静力学材料力学）单辉祖、谢传锋-工力第7章-绪论.pptVIP

单辉祖:工程力学 第 7 章　绪 论 ? 材料力学的研究对象与任务 ? 材料力学的基本假设 ? 材料力学的基本概念 §1 材料力学的任务与研究对象 §2 材料力学的基本假设 §3 外力与内力 §4 正应力与切应力 §5 正应变与切应变 §1 材料力学的任务与研究对象 ? 工程实例 ? 构件的强度、刚度与稳定性 ? 材料力学的任务 ? 材料力学的研究对象 ? 工程实例 ? 构件的强度、刚度与稳定性 ? 材料力学的任务 ? 材料力学的研究对象 §2 材料力学的基本假设 ? 连续性假设 ? 均匀性假设 ? 各向同性假设 ? 基本假设小结 §3 外力与内力 ? 外力 ? 内力与截面法 ? 例题 ? 外 力 ? 内力与截面法 ? 例 题 　 §4 正应力与切应力 ? 应力概念 ? 正应力与切应力 ? 应力概念 ? 正应力与切应力 §5 正应变与切应变 ? 正应变概念 ? 切应变概念 ? 例题 ? 正应变概念 ? 切应变概念 ? 例 题 * 本章主要介绍： 埃菲尔铁塔 铁塔承受风载 的计算简图 铁塔变形示意图 Tacoma 海峡大桥 ( 美国Tacoma市 ) Tacoma 海峡新桥 因设计不良1940年破坏 Tacoma 大桥破坏过程 点击画面 在外力作用下，不能保持原有平衡形式的现象，称为失稳 Tacoma 桥受压壁板的破坏形式 加筋板由平直（原有平衡形式）变弯 加筋板 构件：组成机械与结构的零、构件 构件的力学响应： 变形－构件的形状与尺寸发生变化 破坏－构件发生显著塑性变形或断裂 失稳－构件不能保持原有平衡形式 构件的承载能力： 强度－构件抵抗破坏的能力 刚度－构件抵抗变形的能力 稳定性－构件保持原有平衡形式的能力 材料力学的任务： 研究构件在外力作用下的变形、受力与失效的规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法（包括试验方法）。 失效：广义破坏，包括断裂、失稳等 构件安全工作基本条件： 构件应具备足够的强度、刚度与稳定性，以保证在规定的使用条件下，不破坏、不过大变形与不失稳。 杆件：细而长的构件 横截面与轴线相正交；轴线通过横截面的形心 杆件的几何要素： 横截面与轴线 杆件种类：直杆与曲杆, 等截面杆与变截面杆 主要研究对象是杆, 以及由若干杆组成的简单杆系结构。 材料力学的研究对象 ? 连续性假设 ? 均匀性假设 ? 各向同性假设 ? 基本假设小结 ? 构件内的一些力学量（例如各点的位移）可用坐标的连续函数表示，也可采用无限小的数学分析方法。 ? 当空穴或裂纹不能忽略时，采用断裂力学方法专门研究。 裂纹 连续性：在构件所占有的空间内处处充满物质 微观非均匀，宏观均匀 钢的显微照片 灰口铸铁的显微照片 均匀性：材料的力学性能与其在构件中的位置无关 宏观各向异性材料 晶粒－各向异性 材料－宏观各向同性 纤维增强复合材料 金属材料 各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同 构件是由连续、均匀与各向同性材料制成的可变形固体 连续性：构件所占有的空间内处处充满物质 （密实体） 均匀性：材料的力学性能与其在构件中的位置无关 （力学性能与位置无关） 各向同性：材料沿各个方向的力学性能相同 （力学性能与受力方向无关） 分布力：连续分布在构件表面某一范围的力 集中力：当分布力的作用范围远小于构件表面面积或杆 长时，可简化为作用于一点处的力 F1 F2 外 力： 作用于构件上的载荷与约束反力 静载荷：随时间变化极缓慢或不变化的载荷 动载荷：随时间显著变化或使构件各质点产生 明显加速度的载荷 ? 由于外力作用，构件内部相连两部分之间的相互作用力－内力 内力 ? 性质－连续分布力 FN－沿横截面轴线的内力分量－轴力 FSy, FSz－作用线位于所切横截面的内力分量－剪力 Mx－矢量沿轴线的内力偶矩分量－扭矩 My, Mz －矢量位于所切横截面的内力偶矩分量－弯矩 内力分量 ? 假想地将杆切开 ? 画受力图，内力用其分量表示 ? 由平衡条件建立内、外力间的关系 内力的确定 截面法要点 解：1. 假想地将杆切开 2. 画受力图 3. 由平衡方程确定内力 例 3