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* Mechanics of Materials 材 料 力 学 胡益平 Hu yiping 第 一 章 绪 论 Chapter One Introduction 材料力学是工程力学的一门分支学科 工程力学 固体力学 流体力学 基础力学 理论力学 材料力学 弹性力学 实验力学 弹塑性力学 复合材料力学 断裂力学 1. 工程构件的基本类型 Basic forms of structures in engineering 杆 ( bar ) 板 ( plate ) 体 ( body ) 壳 ( shell ) 2. 材料力学的主要任务 2.1 材料力学的研究对象 研究杆件或杆件结构系统在外力作用下的安全性问题 以杆件和杆件结构系统为研究对象 2.2 材料力学的任务 (1) 强度 ( strength ) 材料抵抗外力破坏的能力称为材料的强度 Ability of materials aginst broken caused by the external forces is called strength of materials. 破坏时需要的外力越大则材料的强度越好或越高 安全性包括三个方面的要求: N N F F Ability of materials aginst deformations caused by external forces is called stiffness of materials. 材料抵抗外力变形的能力称为材料的刚度 (2) 刚度 ( stiffness ) 变形小 刚度好 F 材料1 F 变形大 刚度差 F F 材料2 (3) 稳定性 ( stability ) 构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力称为构件的稳定性 Ability of a structure to keep its first equilibrium form during acted by external forces is called stability of the structure. 失稳 F F 扰动 3 . 材料力学的基本假定 (Bacic assumpations for Mechanics of materials) 变形固体假设：构件在外力作用下都会产生变形. Assumpation: all the structures will be deformationed when acted by external forces . 低碳钢细观结构 球墨铸铁细观结构 高碳钢细观结构 ? 连续性 ( continuity ) ? 均质性 ( uniformity ) ? 各向同性 ( isotropy ) 3.1 关于材料性质的假定 微观或细观层次上的随机性构成了宏观层次上的各向同性。 在各个方向的力学性能都一样的材料称为各向同性材料. 板 各向异性 (an- isotropy ) 在各个方向力学性能不一样的材料称为各向异性材料. 成语:势如破竹 问题: 竹子竖向的强度好还是横向的强度好? 结论: 竹子竖向(沿纤维方向)的强度好! 或: 竹子竖向的力学性能好还是横向的力学性能好? ? 二阶微量可以忽略 ? 可以在未变形的构形中进行计算 h b L h b L vmax 3.2 关于变形的假定：小变形（Small deformations) 4、杆件变形的基本形式 ( Basic deformations of a bar ) 剪切 ( shearing ) 弯曲 ( bending ) 拉压 ( tension compression ) 扭转 ( torsion ) 组合变形 (combined deformations) P 杆 ( bar ) 轴 ( shaft ) 梁 ( beam ) 柱 ( column ) 杆件的不同用途和形式 悬臂梁 ( cantilever beam) 简支梁 ( simple suported beam ) 外伸梁(overhanging beam) （beam having middle pin) 中间铰梁 固定端 ( fixed end ) 杆件的支承 ( support ) 形式 移动铰 ( movable pin ) 固定铰 ( fixed pin ) 定向铰 ( direction pin ) 支反力( Reacti