《定性结构力学》课件.pptVIP

*******************《定性结构力学》结构力学是一门应用力学学科,它研究载荷作用下结构体系的静态和动态行为。定性分析着眼于理解结构内力、变形等力学响应的定性特征,为后续的定量计算打下坚实基础。课程目标理解结构力学的基本概念掌握结构系统中力、变形和应力的基本原理及其相互关系。学会力学分析方法掌握各种基本受力状态下结构件的力学分析方法。具备应用能力能够运用所学知识分析和设计简单的工程结构。课程大纲结构体系与力学模型深入探究结构的组成及其承载力学特性,建立符合实际的理论模型。基本受力状态分析全面学习直杆的弯曲、压缩、拉伸和扭转等基本受力状态的力学行为。复杂应力状态解析研究结构件在实际工作中的组合应力状态,掌握相关力学分析方法。结构力学案例分析通过简单及复杂结构的实例分析,深化对结构力学理论的理解和应用。结构体系与力学模型力学模型的概念力学模型是对复杂的工程结构体系进行简化和抽象的数学表述,可以更好地理解和分析结构的力学特性。结构体系的分类工程结构体系可以根据受力状态、受力方式、材料属性等特点分为不同的类型,如刚架结构、索杆结构、薄壳结构等。结构力学分析流程从确定结构体系、建立力学模型,到计算内力、应变应力,最终得到结构的变形和应力状态,是结构力学分析的基本步骤。内力与平衡方程1内力的概念内力是结构体系内部各部分相互作用而产生的力。它们反映了结构体系内部元素的受力状态。2平衡方程平衡方程描述了结构体系在外力作用下内部各部分受力的平衡关系。它们确保了结构的稳定性和安全性。3应用案例通过建立内力与平衡方程模型,我们可以分析各种复杂结构体系的受力状态和变形情况。这是结构力学分析的基础。应变与应力1应变定义应变是物体在外力作用下发生的形状或尺寸改变,可以用应变张量来定量表示.2应力概念应力是物体内部由外力引起的内力,可分为正应力和切应力两种基本形式.3应力-应变关系材料的力学性质决定了它的应力-应变关系,常用的是胡克定律.4主应力与主应变在空间力学分析中,存在主应力和主应变的概念,对结构分析很重要.几种基本受力状态拉伸材料受到沿轴向拉力的作用时会发生拉伸变形。拉伸会导致材料横向收缩,纵向延长。针对不同材料,存在不同的拉伸应力-应变关系曲线。压缩材料受到沿轴向压力的作用时会发生压缩变形。压缩会导致材料横向膨胀,纵向缩短。不同材料的压缩应力-应变关系曲线各不相同。剪切当材料受到平行于截面的力作用时,会产生剪切应力和剪切应变。剪切变形使材料发生相互错位和滑动的变形。弯曲当材料受到垂直于轴线的力作用时,会发生弯曲变形。弯曲会在材料内部产生拉应力和压应力。直杆受弯1弯矩直杆受弯时产生内部弯矩,导致应力和变形。2应力分布截面上沿一侧产生拉应力,另一侧产生压应力。3挠度曲线直杆受弯会产生一个连续的挠度曲线。当直杆受到外加弯矩作用时,会产生内部弯矩,从而导致截面上产生拉应力和压应力的不均匀分布。这种应力分布会引发结构的变形,构成一个弯曲的挠度曲线。理解直杆受弯的力学机理是进一步探讨结构体系受荷载作用下变形和破坏的基础。直杆受压1荷载分析确定杆件所受压力大小及作用点2截面确定根据强度和刚度要求选择截面尺寸3稳定性分析评估杆件在压力作用下的稳定性直杆受压分析的关键在于准确确定荷载大小和作用点,选择合适的截面尺寸,并对杆件的稳定性进行详细评估。正确掌握这三个步骤对于设计安全可靠的压缩构件至关重要。直杆受拉拉应力分析通过计算杆件受到的拉应力大小,确定杆件是否能够承受作用于其上的拉力。应变检查评估杆件在拉力作用下的伸长量,确保不会超出许可的变形范围。截面验算检查杆件截面积是否足够承受拉力,确保安全使用。扭转1扭矩的定义扭矩是作用在物体上的一种旋转力矩,会产生物体绕其某一轴线的旋转。2扭转分析通过计算扭矩和扭角之间的关系,可以分析物体在扭转作用下的变形情况。3扭转破坏过大的扭矩会导致材料的剪切破坏,因此在设计中需要对扭转应力进行控制。组合应力状态轴向力与弯矩当结构件同时承受轴向压缩力和弯矩时,会产生组合应力状态。这种情况下,需要考虑轴向压应力和弯曲应力的共同作用。剪力与扭矩当结构件受到剪力和扭矩作用时,也会产生组合应力。这种情况下需要解决剪应力和扭应力的耦合影响。三维应力状态在复杂的载荷作用下,结构件可能会产生三维应力状态,需要考虑各个方向上应力的综合影响。故障分析组合应力状态通常是导致结构件产生损坏的主要原因之一,需要重点关注和研究。定变形力学变形原理结构在荷载作用下会发生形变。定变形力学研究如何根据材料