吉林大学 材料力学 课件绪论.ppt

材料力学 四 二、截面法 为了分析拉压杆的强度和变形，首先需要了解杆的内力情况 材料力学中，采用截面法研究杆的内力 1、截面法 将杆件假想地沿某一横截面切开，去掉一部分，保留另一部分，同时在该截面上用内力表示去掉部分对保留部分的作用，建立保留部分的静力平衡方程求出内力。 * * 第一章 绪 论 第一节 材料力学的任务 在生产实际中，各种机械和工程结构得到广泛应用。组成机械的零件和结构的元件，统称为构件。 一、举例 1999年1月4日，我国重庆市綦江县 彩虹桥发生垮塌，造成：40人死亡；14人受伤； 直接经济损失631万元。 法庭以外的问题----力学素质的重要性,从简单力学问题到高等力学问题。 ? 简单力学问题－ 大部队过桥时不能齐步走 高等力学问题－ 冲击载荷的概念：人跑步时脚上的力量有多大？损伤累积与结构寿命与跑步的次数有关 首先看车头，在高速行驶中会遇到很大的空气阻力，因此要把它制成流线型，以减少空气阻力。 再看车身，高速列车的车身也与力学有很大联系。制作车身的材料一般有三层：一层防水、一层保温、一层减震，三种不同的材料中有两层是复合材料，车厢整体就是复合材料的复合材料。 建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔 塔高9层共67.31米，用木材7400吨 900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔 2200年以前建造的都江堰安澜索桥 建于隋代（605年）的河北赵州桥 桥长64.4米，跨径37.02米，用石2800吨 美国纽约马尔克大桥坍塌 比萨斜塔 简易压力机横梁、连杆受力可能破坏 横梁 轴销 活塞杆 气缸 连杆 上平台 工件 下平台 变速器传动轴受力变形、工作失稳 齿轮 传动轴 二、对构件设计的要求 构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的能力），以保证在规定的使用条件下不致发生破坏。 构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的能力），以保证在规定的使用条件下不产生过分的变形。 构件应具备足够的稳定性（即维持其原有平衡形式的能力），以保证在规定的使用条件下不产生失稳现象。 问题： 1） 每人所承受的重力？ 2） 若扁担的材料、截面尺寸已定，扁担能承载此重物吗？ 3） 扁担的材料已定，若扁担能承载此重物，截面形状、尺寸？ 4） 扁担截面形状、尺寸已定，若扁担能承载此重物，选材料？ 5） 扁担弯曲成什么形状？ 6） 挠度如何？ 构件丧失承载能力的形式： 1） 构件损坏 2） 构件变形过大 3） 构件不能保持原来的平衡形态 保证构件工作时不丧失承载能力： 强度（Strength） ——构件抵抗破坏的能力 刚度（Stiffness） ——构件抵抗变形的能力 稳定性（Stability）——构件保持原有平衡形态的能力 三、材料力学研究的对象 材料力学主要研究杆件 横向尺寸远小于纵向尺寸的构件 横截面 轴线 截面形心 变形固体 刚体 变形固体（deformable body） 1) 块体（ body） 2) 平板（plate） 3) 壳体（ shell） 4) 杆件（ bar）—直杆、曲杆 杆件： 直杆： 折杆： 曲杆： 等截面直杆、变截面直杆 等截面折杆、变截面折杆 等截面曲杆、变截面曲杆 基本假设（basic assumptions） 1) 连续性假设（continuity assumption） 2) 均匀性假设（assumption of homogeneity） 3) 各向同性体（body with isotropy） 各向异性体（body with anisotropy） 四、基本假设 4) 线弹性假设 五、材料力学的任务 由上述三项构件安全工作的基本要求可以看出：如何合理的选用材料（既安全又经济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺寸，便成为构件设计中十分重要的问题。 材料力学的主要任务是：研究构件在外力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。 第二节 内力 外力是指由其他物体施加的力或由物体本身的质量引起的力 内力是指在外力作用下物体内各个部分之间的附加作用力 外力及其分类 静载荷（static load）与动载荷（dynamic load） 体积力（体力）与表面力（面力） 面力 体力 分布力与集中力 *