浙江名师材料力学绪论.ppt

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浙江名师材料力学绪论

(Mechanics of materials) 主讲: 张可 博士653923) (Mechanics of materials) 1、刘鸿文主编.材料力学.第五版.高等教育出版社.  2、刘鸿文主编.材料力学实验.第四版.高等教育出版社.  教学参考资料: 教材: 1、《材料力学》.孙训方等. 高教. 2、《材料力学》.学习指导书. 刘鸿文. 高教. 3、《材料力学解题指导及习题集》.清华大学材料力学教研室. 课程FTP介绍 /netspace 用户名:jhzk 密 码:cllx 课件 实验资料 内容 目的 §1.1、材料力学的任务 §1.2、变形固体的基本假设 §1.3、外力及其分类 §1.4、内力、截面法和应力 §1.5、变形与应变 §1.6、构件的分类及杆件变形 的基本形式 2、掌握以下基本概念: 1、掌握变形固体 的基本假设 外力 截面法 内力 应力 变形 应变 3、了解杆件变形的基本形式 第一章 绪论 绪论 2、材料力学的任务 ? 多用材料、用高质量材料 设计安全! 少用材料、用廉价材料 设计符合经济原则! 任务 在满足强度、刚度和稳定性的要求下,为设计既经济又安全的构件,提供必要的理论基础和计算方法。 各向同性假设 均匀性假设 连续性的假设 组成固体的物质不留空隙地 充满了固体所占的体积 固体内到处有相同的 力学性能 无论沿任何方向,固体的 力学性能都是相同的 §1.2 变形固体的基本假设 §1.2 变形固体的基本假设 小变形条件 P B A l P 原始尺寸原理 材料力学所研究的问题限于小变形的情况。认为无论是变形或因变形引起的位移,其大小都远小于构件的最小尺寸。 §1.3 外力及其分类 外力:是指来自构件外部的作用力,包括外加载荷和约束反力。 按外力的作用方式分为: 1)表面力:作用于物体表面上的力,又可分为分布力和集中力。分布力是连续作用于物体表面的力。集中力是指作用于一点的力。 2)体积力:连续分布于物体内部各点上的力,如物体的自重和惯性力。 §1.3 外力及其分类 按外力的性质分为: 1)静载荷:载荷缓慢地由零增加到某一定值后,不再随时间变化,保持不变或变动很不显著,称为静载荷。 2)动载荷:载荷随时间而变化。 交变载荷是随时间作周期性变化的动载荷; 冲击载荷是物体的运动在瞬时内发生急剧变化 所引起的动载荷。 §1.4 内力、截面法和应力 内力 由于构件受外力作用而变形,其内部各部分材料之间因相对位置发生改变而引起的相互作用力,称为内力。 值得注意的是:材料力学中的内力,是指外力作用下材料反抗变形而引起的内力的变化量,也就是“附加内力”,它与构件的强度密切相关。 §1.4 内力、截面法和应力 截面法 用截面假想地把构件分成两部分,以显示并确定内力的方法。 求构件中任一截面 m—m 内力的三个步骤: m m 第一步,在欲求内力的某截面处,把构件分成两部分。 §1.4 内力、截面法和应力 第二步,留取一部分,弃去另一部分。用作用于截面上的内力代替弃去部分对留取部分的作用。 m m m m m m 第三步,建立留取部分的平衡方程,确定内力。 (具体实例—P.4 例1.1) 例1.1解: (1)沿m—m截面假想地将钻床分成两部分。取m—m截面以上部分进行研究,并以截面的形心O为原点。选取坐标系如图所示。 (2)为保持上部的平衡,m—m截面上必然有通过点O的内力FN和绕点O的力偶矩M。 (3)由平衡方程   求得内力FN和M分别为 应力 §1.4 内力、截面法和应力 a ?A ?P ?N ?T 在截面上 a 点处取一微面积 ?A, ?A上内力的总和为 ?P,将 ?P 向法线和切线方向分解为 ? N 和 ? T ?A面积内的平均剪应力 ?A面积内的平均正应力 应力 §1.4 内力、截面法和应力 ? a ? s ? 当?A趋于零时, ?m 和 ?m 的极限值分别称为该截面上a点处的正应力和剪应力。 S为 a点的正应力 ? 和剪应力 ? 的矢量和 应力的国际单位,也是我国的法定计量单位, 为帕斯卡 (Pa). 1帕=1牛顿 / 米2 ( N/m2 ) 1MPa =1?106 N/m2 =1N/mm2 = 106 Pa 1GPa = 109 Pa 应力 §1.4 内力、截面法和应力 §1.5 变形与应变 一、线应变 平均应变 线应变, 简称应变 §1.5 变形与

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