工程力学（静力学与材料力学）（范钦珊）－4－材料力学的基本概念.pptVIP

正应力和剪应力 ? 当外力已知时，可由平衡方程求得内力分量——静定问题。 一般情形下，应力与相应内力分量关系如下： 在大多数情形下，工程构件的内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“ 破坏”或“ 失效”往往从内力集度最大处开始。 应力就是单位面积上的内力 ? ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 位于截面内的应力称为“剪应力” (Shearing Stress) 垂直于截面的应力称为“正应力” (Normal Stress) ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 y x z ΔA ΔFQy ΔFQz ΔFN DFR FP1 FP2 ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 ? 应力与内力分量之间的关系 ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 ? 当内力分量已知时，只能确定应力与相关内力分量之间的关系，却无法求得各点应力—— 静不定问题。 ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 FP1 FP2 y x z dA σx My FN x Mz ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 FP1 FP2 y x z dA τxy τxz Mx FQy FQz ? 应力、应变及其相互关系 第4章 材料力学的基本概念 ? 工程构件静力学设计的主要内容 第4章 材料力学的基本概念 返回 为了完成常规的工程设计任务，需要进行以下几方面的工作： ? 分析并确定构件所受各种外力的大小和方向。 ? 研究在外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律。 ? 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则与设计方法。 材料力学课程就是讲授完成这些工作所必需的基础知识。 ? 工程构件静力学设计的主要内容 第4章 材料力学的基本概念 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 返回 ? 各向同性与各向异性弹性体 ? 各向同性弹性体的均匀连续性 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 ? 各向同性与各向异性弹性体 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 各向同性与各向异性 微观各向异性，宏观各向同性； 微观各向异性，宏观各向异性。 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 灰口铸铁的 显微组织 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 球墨铸铁的 显微组织 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 普通钢材的 显微组织 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 优质钢材的 显微组织 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 高分子材料 微观结构 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 ? 各向同性弹性体的均匀连续性 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 微观不连续 ，宏观连续 。 均匀连续问题 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 球墨铸铁的 显微组织 微观不连续 ，宏观连续 。 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 普通钢材的 显微组织 微观不连续 ，宏观连续 。 ? 关于材料的基本假定 第4章 材料力学的基本概念 ? 弹性体受力与变形特征 第4章 材料力学的基本概念 返回 FN=F F F F F F F F ? 弹性体受力与变形特征 第4章 材料力学的基本概念 M＝ M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 M0 ? 弹性体受力与变形特征 第4章 材料力学的基本概念 作用在弹性体上的外力相互平衡 内力与外力平衡； 内力与内力平衡。 F1 F3 F2 Fn 假想截面 F1 F2 F3 Fn 分布内力 ? 弹性体受力与变形特征 第4章 材料力学的基本概念 ? ? ? 变 形 前 变形不协调 变形不协调 变形协调一致 ? 弹性体受力与变形特征 第4章 材料力学的基本概念 ? 材料力学的分析方法 第4章 材料力学的基本概念 返回 分析构件受力后发生的变形，以及由于变形而产生的内力，需要采用平衡的方法。但是，采用平衡的方法，只能确定横截面上内力的合力，并不能确定横截面上各点内力的大小。研究构件的强度、刚度与稳定性，不仅需要确定内力的合力，还需要知道内力的分布。 ? 材料力学的分析方法 内力是不可见的，而变形却是可见的，并且各部分的变形相互协调，变形通过物性关系与内力相联系。所以，确定内力的分布，除了考虑平衡，还需要考虑变形协调与物性关系。