材料力学-第1章 绪论.pptVIP

随着生产的发展和科学的进步，材料力学的研究内容不断深化、研究范围不断扩大 目前，材料力学的主要研究领域为 薄壁结构的应用及其力学性能 预应力结构的应用 新型材料的力学性质及其应用（如聚合物、合成橡胶、高强度合金、纳米材料等） 多孔材料结构的力学行为 ?? 如：纳米力学 纳米微机械 生物探针 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 弹性变形 （可恢复性） 海绵 沥青 塑性变形 (不可恢复性） 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 构件的变形分为两类： 弹性变形——外力解除后可恢复的变形 塑性变形（残余变形）——外力解除后不能恢复的变形 材料在弹性变形范围内不存在塑性变形 材料在发生塑性变形时，通常含有弹性变形 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 一段直钢丝的弯曲 卸除荷载后 塑性挠度Dp 弹性挠度De=D-Dp P 施加荷载 Δ 弹性变形 塑性变形 材料力学－第1章 绪论 材料力学的研究对象 材料力学－第1章 绪论 材料力学的研究对象 工程中的构件，形状多种多样，按照其几何特征，一般可分为杆件和板件 杆件 — 指其一个方向的尺寸远大于其它两个方向尺寸的构件 杆件的形状和尺寸由其轴线与横截面确定 轴线是指通过横截面形心的线段 横截面是指与杆件轴线方向垂直的截面 轴线 横截面 材料力学－第1章 绪论 材料力学的研究对象 杆件的分类 杆 件 直杆 曲杆 等截面直杆 变截面直杆 等截面曲杆 变截面曲杆 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 《两门新的科学》（1638） 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 受力分析（有误） 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 英国科学家胡克(Robert Hooke，1635～1703)在1678年发表了根据弹簧实验观察所得的 “力与变形成正比”这一重要物理定律（即胡克定律），奠定了材料力学的科学基础 从18世纪起，材料力学开始沿着科学理论的方向发展 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 Hooke 胡克“弹簧实验”装置 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 此后瑞士的数学家、力学家欧拉（L. Euler, 1707～1783）、法国的科学家泊松（S. D. Poisson,1781～1840）、法国的力学家圣维南（Saint-Venant,1797～1886）、法国的力学家工程师纳维埃（Navier 1785～1838）等都对弯曲理论、扭转理论、稳定理论以及材料实验作出卓越的贡献，丰富、发展和完善了材料力学这门学科 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 Euler 力学家欧拉（L. Euler, 1707～1783）对弹性线的研究 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 近代工业、高速车辆、飞机、大型机械以及铁路桥梁等的出现，使减轻构件的自重成为亟待解决的问题 随着冶金工业的发展，新的高强度金属（如钢和铝合金等）逐渐成为主要的工程材料，从而使薄型和细长型构件大量被采用 这类构件的失稳破坏屡有发生，引起工程界的重视，从而成为构件刚度和稳定性理论发展的推动力 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 由于超高强度材料和焊接结构的广泛应用，循环载荷下的低应力脆断和疲劳事故又成为新的研究课题，促使这方面研究迅速发展 这些问题的研究使得力学的分工越来越细，出现了更多的以材料力学、结构力学、弹性力学和塑性力学为基础的固体力学分支 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 TIMOSHENKO 铁摩辛柯教授的专著 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 von Karman 钱学森教授 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 地质力学家李四光教授 钱伟长教授 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 A bike frame is made of thin-walled steel pipes 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 纳米材料制成的齿轮 生物探针的纳米力学行为 材料力学－第1章 绪论 材料力学的发展简史 材料力学－第1章 绪论 变形固体的性质及基本假定 －理想化模型 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 通常，在荷载作用下，固体的形状和尺寸都发生改变，这种现象称为固体变形，这些材料称为可变形固体 材料力学是研究可变形固体力学行为的学科之一，而理论力学研究的是刚体力学 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 刚体与变形体模型 材料力学－第1章 绪论 变形固体的基本假设 刚 体 F′ F