材料力学课件：材料力学的基本概念.pptx

1材料力学的研究对象及任务材料力学的基本假设杆件变形的基本形式杆件的内力与截面法应力与应变的概念本课程简况材料力学的基本概念

工程实例水坝—三峡大坝混凝土重力坝—世界之最大(2006年）全长2309m设计高程185m混凝土总方1610万m3首创无裂缝大坝奇迹大坝混凝土快速施工新技术2

工程实例（续）空间站和航天器3

工程灾难湖南株洲红旗路高架桥坍塌现场通车1995年坍塌2009年事故发生时间--2009年5月17日16时24分伤亡情况--死亡9人--受伤16人--毁车27辆事故原因--预爆破钻孔+偏心受压?坍塌4

AmechanicalandmetallurgicalanalysisofsteeltakenfromthehulloftheTitanicswreckageIthadahighductile-brittletransitiontemperature,makingitunsuitableforserviceatlowtemperatures.Atthetimeofthecollision,thetemperatureoftheseawaterwas-2℃.工程灾难（续）5

AscanningelectronmicrographshowingafracturedMnSparticleprotrudingedge-onfromfracturesurface工程灾难（续）6

7安全+经济的设计材料力学的任务构件设计满足强度?构件不发生破坏刚度?弹性变形在工程允许范围内稳定性?构件保持原有的平衡形式?理论基础?计算方法?实验方法

8材料力学的研究对象构件构件的分类杆板/壳-工程结构或机械的各组成部分，统称为构件。-如建筑物的梁和柱，汽车的轴等。实体

9杆件的概念及分类杆件的轴线直杆曲杆（折杆）等截面杆变截面杆杆件(bars)-指长度远大于横向尺寸的构件，简称为杆。-杆件各横截面形心的连线。杆件的分类-如建筑物的梁和柱，汽车的轴等。

10构件的承载能力(load-carryingcapacityofbars)强度--指构件抵抗破坏的能力；刚度--指构件抵抗变形的能力；稳定性--指构件保持其原有平衡形式不发生突然转变的能力。材料的力学性能力学实验强度(Strength)刚度(Stiffness)稳定性(Stability)

关于力学实验伽利略的悬臂梁实验（1638）-力学实验是了解掌握材料力学性能的基本手段。伽利略《关于两门新科学的对话》中的悬臂梁材料力学性能（机械性质）：-指材料在外力/温度/湿度等作用下表现出的变形、破坏等方面的特性。法国马略特的梁实验（1686）英国胡克的弹性定律（1678）伯努利的平截面假定（1705）法国纳维的中性层定位（1826）11

12钱学森(1911-2009)“总起来一句话：今日的力学要充分利用计算机和现代计算技术去回答一切宏观的实际科学技术问题，计算方法非常重要；另一个辅助手段是巧妙设计的实验”。钱学森谈数值模拟与实验

13有限元计算在工程中的应用Boeing787DreamlinerBird-strikesimulation(softwarePAMCRASH)ImprovingdesignefficiencyandsafetyReducingcertificationcosts.

14有限元计算在工程中的应用Imagesfromthehighspeedcamera(above)andsimulationduringthehighspeedimpact(below)

15材料力学的研究对象及任务材料力学的基本假设杆件变形的基本形式杆件的内力与截面法应力与应变的概念本课程简况材料力学的基本概念

16可变形固体的基本概念可变形固体--固体材料构件在外力作用下产生不可忽略的变形，称为可变形固体。弹性变形--作用于变形固体上的外力去除后，能够完全恢复的变形。塑性变形--指作用于变形固体上的外力去除后残余的变形。弹性体--只产生弹性变形的物体，称为弹性体。材料力学仅研究弹性体的变形。

17连续性假设--物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。均匀性假设--物质均匀分布在物体内，且各处具有相同的力学性质。各向同性假设--材料在所有方向上均有相同的物理和力学性能的性质，称为各向同性；若材料在不同方向上具有不同的物理和力学性能，这种材料性质称各向异性。小变形假设