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*******************材料力学材料力学是研究材料在各种外力作用下的力学行为的学科。它涵盖了应力、应变、强度、刚度、韧性等概念，以及材料在弯曲、扭转、拉伸、压缩等载荷下的变形和失效行为。课程简介11.课程目标帮助学生掌握材料力学基本理论知识和分析方法。22.课程内容包含应力应变，材料的力学性能，以及结构的强度和刚度分析。33.学习方法课本学习，课堂练习，以及课后习题。44.课程考核平时作业，期中考试，期末考试综合评分。基本概念力学材料力学是力学的一个分支，研究材料在各种外力作用下的力学性能和变形规律。应力应变应力是材料内部抵抗外力作用的内力，应变是材料在外力作用下的变形程度。材料特性材料的力学性能取决于材料的种类、形状、尺寸、温度等因素。工程应用材料力学在机械设计、土木工程、航空航天等领域得到广泛应用。应力和应变应力物体内部抵抗变形的能力，单位为帕斯卡（Pa）。应变物体在受力后形状和尺寸的变化程度，是无量纲量。杨氏模量杨氏模量（Youngsmodulus），也称为弹性模量，是材料在弹性范围内的一种力学性质。它反映了材料抵抗形变的能力。杨氏模量可以通过拉伸试验测量，在试验中，材料被拉伸至其弹性极限，测量其应力与应变之间的关系，从而计算出杨氏模量。普饵松比定义横向应变与轴向应变之比符号ν单位无量纲影响因素材料性质典型值0.2-0.4普饵松比是材料力学中的重要参数，反映了材料在受拉伸或压缩时，横向尺寸变化与轴向尺寸变化的比例关系。几何相似原理1比例关系形状相同，尺寸比例一致2对应角相等对应角大小完全相同3形状相似几何形状完全相同几何相似原理在材料力学中被广泛应用，它可以通过研究小比例模型的力学行为来推断实际结构的力学特性。应力分量正应力正应力是指垂直于截面的力，它会导致物体拉伸或压缩。剪应力剪应力是指平行于截面的力，它会导致物体发生剪切变形。扭转应力扭转应力是指作用于圆形截面的力，它会导致物体发生扭转变形。弯曲应力弯曲应力是指作用于梁上的力，它会导致梁发生弯曲变形。平面应力状态平面应力状态是指物体内部只有两个方向上的应力分量不为零，而第三个方向上的应力分量为零。平面应力状态是材料力学中重要的概念，它简化了问题的分析，并为我们提供了一种有效的方法来计算物体在平面应力状态下的变形和强度。平面应变状态平面应变状态是材料力学中的一种重要概念，它描述了材料在特定情况下所受到的应变。在这种情况下，材料的变形只发生在两个平面上，而第三个方向上的应变可以忽略。了解平面应变状态对于理解材料的变形行为和预测材料的强度和稳定性至关重要。它是结构设计和分析中的一个关键因素，尤其在设计桥梁、建筑物和其他大型结构时。主应力和主应变主应力材料内部最大和最小的正应力。它们作用在垂直于应力方向的平面上，并具有最大剪应力。主应变材料内部最大和最小的正应变。它们对应于主应力方向上的最大和最小拉伸或压缩。莫尔应力圈图形表示莫尔应力圆是一种图形工具，用于可视化材料内部不同方向的应力状态。应力分析该圆形图形表示材料内任意方向的正应力和剪应力，方便进行应力分析。计算工具莫尔应力圆可以用于确定主应力、主应变以及最大剪应力，方便工程计算。扭转应力11.扭转应力定义扭转应力是指作用在圆形截面物体上的切向应力，由扭矩引起。22.扭转应力计算扭转应力可以通过扭矩、极惯性矩和半径计算得出。33.扭转应力分布扭转应力在截面上的分布是不均匀的，最大值出现在截面的外缘。44.扭转应力影响因素扭转应力的影响因素包括扭矩、材料的剪切模量和截面的形状和尺寸。应力-应变关系1线性弹性阶段材料在受力时，应力和应变之间成正比关系，去除载荷后材料完全恢复原状。2屈服阶段当应力超过弹性极限时，材料发生塑性变形，即使去除载荷，材料也不能完全恢复原状。3强化阶段在屈服点之后，应力继续增加，应变也随之增加，材料硬度提高，抵抗变形的能力增强。4颈缩阶段当应力达到材料的强度极限时，材料开始发生颈缩现象，截面积开始减小，最终断裂。弹性变形恢复能力弹性变形是指材料在外力作用下发生变形，当外力移除后，材料能够恢复到原始形状。应力-应变关系在弹性变形范围内，应力与应变成正比关系，符合胡克定律。能量存储弹性变形过程中，材料储存了弹性势能，当外力移除时，这些能量会释放出来。应用领域弹性变形在许多工程应用中发挥着重要作用，例如弹簧、橡胶、纤维等。塑性变形永久变形加载结束后，材料不会恢复到原始形状。金属材料金属材料常发生塑性变形。