材料力学-第1章PPT.ppt

小变形假设： 即假定物体变形很小，从而可认为物体上各个外力和内力的相对位置在变形前后不变。 A B C F δ1 δ2 δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。计算得到很大的简化。 §1.2 变形体固体的基本假设 §1.2 变形体固体的基本假设 弹性体及其理想化 弹性变形：卸载时，沿加载路径返回，没有残余变形 非弹性变形 各向同性与各向异性弹性体 各向同性 各向异性 各向同性假设，即认为材料在各个方向的力学性能都相同。 §1.2 变形体固体的基本假设 微观各向同性，宏观各向同性 微观各向异性，宏观各向异性 各向同性与各向异性弹性体 §1.2 变形体固体的基本假设 微观各向同性，宏观各向异性 微观各向异性，宏观各向同性 优质钢材的显微组织 普通钢材的显微组织 灰口铸铁的显微组织 晶体结构 （各向异性） 晶粒 （各向异性） 等效为均匀连续介质 §1.2 变形体固体的基本假设 ? 微观不连续 ，宏观连续 材 料 力 学 建工学院 丁剑平 2008. 01 Mechanics of Materials 第一章 绪 论 材料力学 目 录 §1.1 材料力学的任务 §1.2 变形体固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法和应力 §1.5 变形和应变 §1.6 杆件变形的基本形式 小学物理 初中物理 高中物理 大学物理 理论力学 材料力学 力学常识 力学简单问题 力学特殊问题 力学一般问题 刚体、约束体 变形体、约束体 自由体、刚体 力学教学体系 §1.1 材料力学的任务 理论力学 材料力学 研究对象 质点系，刚体 简单变形体 特征 无变形，形状复杂的体 小变形，简单形状的体 变量 力的平衡描述 运动状态描述 刚体描述（质心，运动） 力的平衡描述 材料物性描述 变形描述 方程 质点系和刚体的牛顿三大定律 力的平衡方程 物理本构方程 几何变形方程 分析方法 理论推导计算 建立在实验基础上的假定、简化计算 研究内容 研究力系的等效简化与平衡，并且用其来分析、确定物体的受力 变形体受力后发生的变形，以及由于变形而产生的附加内力 讨论：理论力学与材料力学的区别和联系 构件 (Component or Member )： 组成机械的零件或构筑物的杆件统称为构件 结构 (Structure)：由构件组成的体系，工程结构是 工程实际中采用的结构 载荷 (Load)：构件和结构承受的负载或荷重 载荷有 —— 内载荷 外载荷 变形( Deformation)：在载荷的作用下，构件的形状 及尺寸发生的变化称为变形 材料力学的基本概念 §1.1 材料力学的任务 材料力学的基本概念 §1.1 材料力学的任务 强度(strength) ----是指构件受力后不能发生破坏或产生不可恢复的变形 (塑性变形) 的能力； 刚度(rigidity) ----是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力； 稳定性(stability) ----是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不能发生突然转变的能力。 工程设计的任务之一就是保证构件在确定的外力作用下正常工作而不发生强度失效、刚度失效和稳定，即保证构件具有足够的强度、刚度与稳定性。 4.75m 举例1 机械加工用的钻床的立柱，如果强度不够，就会折断(断裂)或折弯(塑性变形)；如果刚度不够，钻床立柱即使不发生断裂或者折弯，也会产生过大弹性变形（图中虚线所示为夸大的弹性变形），从而影响钻孔的精度，甚至产生振动，影响钻床的在役寿命。 举例2 稳定失效的例子多见于承受轴向压力的工程构件。 翻斗货车的液压机构中的顶杆，如果承受的压力过大，或者过于细长，就有可能突然由直变弯，发生稳定失效。 压杆 举例3 材料力学发展简史 中国： 墨经中关于材料变形和断裂的描述 中国古代在力学方面的成就和应用（建筑等领域） 17世纪 牛顿 《自然哲学的数学原理》 西方： 力－物体改变运动状态的原因 天文学＋数学 力学