材料力学基础知识重点.ppt

3.3外力与内力外力：按外力作用的方式体积力:是连续分布于物体内部各点的力如物体的自重和惯性力面积力:如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力若外力作用面积范围远小于构件表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等按时间分布力：集中力：静载：动载：缓慢加载（a≈0）快速加载（a≠0），或冲击加载3.3外力与内力内力与截面法内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附加内力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平衡。截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得轴力：Fx沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）剪力：Fy、Fz使杆件产生剪切变形扭矩：Mx力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭转变形弯矩：My,Mz力偶，使杆件产生弯曲变形03040501023.3外力与内力ΣFx=0，ΣFy=0，ΣFz=0ΣMx=0，ΣMy=0，ΣMz=0上述内力及内力偶矩分量与作用在切开杆段上的外力保持平衡，因此，由平衡方程3.3外力与内力3.4正应力与剪（切）应力p?M?垂直于截面的应力称为“正应力”(б，sigma西格玛)；位于截面内的应力称为“剪应力”(τ，tau套)。应力单位：1Pa=1N/m21MPa=1×106N/m21GPa=1×109N/m23.5正应变与切应变形变：形状的改变。物体的形状总可用它各部分的长度和角度来表示。因此物体的形变总可以归结为长度的改变和角度的改变。应变：应变又可分为正应变（线应变）和切应变两种。每单位长度的伸缩称为正应变（线应变），用ε（epsilon，伊普西龙）?表示；各线段之间的直角的改变称为切应变（角应变），用γ（gamma，伽马）表示。5正应变与切应变线应变ε线应变——即单位长度上的变形量，无量纲，其物物理意义是构件上一点沿某一方向变形量的大小5正应变与切应变切应变γ切应变：即一点单元体两棱角直角的改变量，无量纲弹性变形：卸载时能够消失或恢复的变形;塑性变形：卸载时不能消失或恢复的变形。01γ023.6杆件的四种基本变形形式1.轴向拉伸或压缩变形受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力，力的作用线与杆轴线重。变形特点：相邻截面相互离开(或靠近)剪切变形

受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的横向力作用，力的作用线靠得很近。

变形特点：相邻截面相对错动.6杆件的四种基本变形形式3.6杆件的四种基本变形形式3.扭转变形受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于杆轴线.变形特点：相邻截面绕轴相对转动.3.6杆件的四种基本变形形式4.弯曲变形1受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的力3轴线的纵向面.2偶作用，力偶作用面是包含(或平行)4变形特点：相邻截面绕垂直于力偶作用面的轴5线作相对转动.3.6杆件的四种基本变形形式工程中常用构件在荷载作用下的变形，大多为上述几种基本变形形式的组合，纯属一种基本变形形式的构件较为少见.但若以一种基本变形形式为主，其它属于次要变形的，则可按这种基本变形形式计算.若几种变形形式都非次要变形，则属于组合变形问题.4轴向拉伸与压缩

4.1引言01在不同形式的外力作用下，杆件的变形与应力也相02应不同。03轴向载荷：作用线沿杆件轴线的载荷04轴向拉压：以轴向伸长或缩短为主要特征的变形形式05拉压杆：以轴向拉压为主要变形的杆件06轴向拉压的受力特点：外力的合力作用线与杆的轴07线重合。08轴向拉压的变形特点：09轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。10轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。4.1引言轴向拉伸，对应的外力称为拉力。轴向压缩，对应的外力称为压力。力学模型如图有一些直杆，受到两个以上的轴向载荷作用，这种杆仍属于拉压杆。4.1引言4.2轴力与轴力图一、轴力在轴向载荷F作用下，杆件横截面上的唯一内力分量为轴力FN，轴力或为拉力，或为压力，为区别起见,通常规定拉力为正，压力为负。正负4.2轴力与轴力图二、轴力计算如图所示120F2FF2FFN1FN2FxFN12BAC2FF平衡方程ΣFx=0，FN1-2F=0得AB段的轴力为FN1=2F对于BC段，由平衡方程ΣFx=0，F-FN2=0得BC段的轴力为FN2=F以上分析表明，在AB与BC杆段内，轴力不同。为