材料力学绪论(xin).ppt

§1-1 材料力学的研究内容及任务  The tasks and research contents of  mechanics of materials 1.强度（strength) 2.刚度 构件在规定的载荷下抵抗变形的能力.  材料力学的任务 §1-2 变形固体的基本假设(The basic assumptions of deformable body ) ? 连续性假设 连续性：在构件所占有的空间内处处充满物质 ? 均匀性假设 ? 各向同性假设 ? 外 力 (Preface) 一、任务 (task) 材料力学是研究构件在各种载荷的作用下产生的内力、变形以及失效和破坏一般规律一门学科。属于固体力学范畴 材料力学与理论力学的比较：区别、联系、难易 机器能够正常运转需要满足如下三方面：强度要求、刚度要求、稳定性要求 构件在规定的载荷下抵抗破坏的能力 (stiffness): 3.稳定性（stability): 构件在规定的载荷 下保持原有平衡状态的能力 在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。 二、研究对象(research objects) 1.构件(element) 2.构件的分类 (classification of elements) 板(plate) 壳(shell) 块体(body) (bar) 材料力学以“杆件”为主要研究对象（the main research objective in mechanics of materials include axially-loaded bars, shafts, beams, and columns) 杆件：纵向尺寸远大于其横截面尺寸的构件 工程中多为梁、杆结构 一、连续性假设 (continuity assumption) 物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。 二、均匀性假设（homogenization assumption) 物体内，各处的力学性质完全相同。 三、各向同性假设（isotropy assumption) 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。 四、小变形假设（neglecting deformation assumption) 材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸 相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。  ? 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 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 一、外力（external force) 1. 按作用方式分 体积力 （body force) 表面力 (surface force ) 集中力(concentrated force) 分布力(distributed force) 2. 按随时间变化分 静载荷（static load) 动载荷 (dynamic load) 交变载荷（alternate load) 冲击载荷（impact load) §1-3 力、应力、应变和位移的基本概念 ( Basic concepts of force, stress, strain, and displacement) 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 1.定义： 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间由于相对位置的变化而产生的相互作用力（附加内力）。 二、内力（internal force) m m 2. 内力的求法 —— 截面法 (method of sections ) 步骤 (procedures for analysis) ① 截开 在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二. m m m m m m ②代替 任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用