[理学]工程力学学习资料 6-2.ppt

工程设计需要解决两方面的问题： 1、计算结构正常工作时其中每一个构件所受的力； 2、在一定外力作用下怎样设计构件才能保证它能 安全可靠工作，同时又经济合理的。 材料力学： 处理第二方面的问题 第7章 材料力学基本概念 §7-1 材料力学的任务与基本假设 结构物和机械设备由杆件和零件组成，统称为构件 一、 材料力学的任务 对构件在荷载作用下正常工作的要求 （1）.强度要求——荷载作用下构件应不致于破坏（断裂） F F a 强度：构件抵抗破坏的能力。 （2）刚度要求——荷载作用下构件所产生的变形应不超过工程上允许的范围 荷载未作用时 刚度：构件抵抗变形的能力。 （3）稳定性要求——承受荷载作用时，构件必须保持原有的平衡状态。 稳定性：构件保持原有平衡形态的能力。 在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。 材料力学研究方法 理论分析 实验研究 测定材料的力学性能；解决某些靠理论分析不能全部解决的问题 —— 力学模型：可变形固体 对可变形固体的基本假设： 1. 连续性假设——无空隙、密实连续。 二、 材料力学的基本假设 2. 均匀性假设——各处材料的力学性能相同。 5. 弹性变形假设——构件在承受荷载作用时，其变形为弹性变形。 ——材料在各个方向的力学性能相同。 3. 各向同性假设 4. 小变形假设——构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小。 各向异性材料:木材 L P a+b 三、弹性变形和塑性变形 弹性变形：卸除荷载后能完全消失的那一部分变形。 塑性变形：卸除荷载后不能完全消失而残留下来的那部分变形。 L+a+b : 加载后的杆长 L+a : 卸载后的杆长 a : 卸载后没有消失而保留的那部 分变形，即 塑性变形 b :卸载后消失的那部分变形， 即 弹性变形 b a §7-2 杆件变形的基本形式 一、构件分类 块件 板壳件 杆件 直杆 曲杆 主要几何因素：横截面、轴线 等截面杆和变截面杆 材料力学主要研究杆件 本书只研究等截面的直杆 * 2．? 物体的重心 对均质物体: 重力可看作平行力系 均质物体重心为几何形状中心（形心） 对均质等厚度的薄板 对均质等截面的细杆 3．? 确定重心的方法 （1） 利用对称性 均质物体重心必在对称面，对称轴，对称中心上 （2） 组合法 （a)分割法；（b）负面积法 例题：求图示平面图形的形心. 5m 5m 15m 15m 20m 解：(1)分割法 坐标如图，把平面图形分为 Ⅰ和Ⅱ两部分. A1=75m2，C1(2.5，7.5) A2=75m2，C2(12.5，2.5) x 5m 5m 15m 15m 20m y o C1 Ⅰ C2 Ⅱ (2)负面积法 取坐标如图.使平面 图形组合成矩形A. 5m 5m 15m 20m x y o 以及负面积的矩形B. A1=15×20m２，C1(10，7.5) A2=－15×10m2，C2(12.5，10) C2 A C1 B §6–2 摩　　擦 摩擦 滑动摩擦 滚动摩擦（阻） 静滑动摩擦 动滑动摩擦 静滚动摩擦 动滚动摩擦 一、滑动摩擦 静滑动摩擦力的特点 ①方向：与相对滑动趋势相反； ② 大小： 1.静滑动摩擦力 2、静摩擦定律 库仑摩擦定律 静摩擦系数 ②大小： （对多数材料，通常情况下） 3. 动滑动摩擦力 ①方向： 与相对滑动的方向相反； 动摩擦系数 动滑动摩擦力的特点： 材料名称 静摩擦系数 动摩擦系数 无润滑 有润滑 无润滑 有润滑 钢—钢 0.15 0.1～0.12 0.09 0.05～0.1 钢—铸铁 0.3 ? 0.18 0.05～0.15 钢—青铜 0.15 0.1～0.15 0.15 0.1～0.15 铸铁—铸铁 ? 0.18 0.15 0.07～0.12 皮革—铸钢 0.3～0.5 0.15 0.6 0.15 橡皮—铸铁 ? ? 0.8 0.5 木材—木材 0.4～0.6 0.1 0.2～0.5 0.07～0.15 常用材料的滑动摩擦系数 (1) 摩擦角 全约束力 物体处于临界平衡状态时， 4、摩擦角 摩擦角 摩擦角的的正切等于 静摩擦系数． 摩擦锥 全约束力和法线间的夹角 (2 )自锁现象 斜面自锁条件 斜面自锁条件 千斤顶拆装1.avi▲ 螺旋千斤顶 螺纹自锁条件 一般螺纹的升角为 仍为平衡问题，平衡方程照用，求解步骤与前面 基本相同． 几个