材料力学-第1章.pptVIP

材 料 力 学 伽利略：木梁弯曲实验。1638。 世界上最早的材料力学实验，也是最早尝试用解析法确定构件安全尺寸。 胡克：英国科学家，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)。奠定了材料力学的基础。 Navier ：1826 第一部《材料力学》。成书的直接原因是法国政府1821和1823年两次派他去英国研究建造悬索桥的技术。 铁木辛柯：集大成者。将枕木上的铁轨处理成弹性地基梁便是铁木辛柯的首创，是一个“力学来源于工程、又服务于工程”的典型范例。 小变形假设： 即假定物体变形很小，从而可认为物体上各个外力和内力的相对位置在变形前后不变。 A B C F δ1 δ2 δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。计算得到很大的简化。 §1.2 变形体固体的基本假设 §1.2 变形体固体的基本假设 弹性体及其理想化 弹性变形：卸载时，沿加载路径返回，没有残余变形 非弹性变形 各向同性与各向异性弹性体 各向同性 各向异性 各向同性假设，即认为材料在各个方向的力学性能都相同。 §1.2 变形体固体的基本假设 微观各向同性，宏观各向同性 微观各向异性，宏观各向异性 各向同性与各向异性弹性体 §1.2 变形体固体的基本假设 微观各向同性，宏观各向异性 微观各向异性，宏观各向同性 优质钢材的显微组织 普通钢材的显微组织 灰口铸铁的显微组织 晶体结构 （各向异性） 晶粒 （各向异性） 等效为均匀连续介质 §1.2 变形体固体的基本假设 ? 微观不连续 ，宏观连续 蚕 茧 各向同性与各向异性弹性体 对大多数金属来说，各向同性假设是成立的，但对很多复合材料则不能成立，因为它们有明显的各向异性性质。 变 形 前 变形不协调 变形不协调 变形协调一致 弹性体受力与变形特征：变形协调 变形协调 §1.3 外力及其分类 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 若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，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 外 力 外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 截面法－－求内力的方法 1、截 2、取 3、代 4、平 内力 §1.4 内力、截面法和应力 FS M F F a a §1.4 内力、截面法和应力 一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到 应力的国际单位为Pa 1N/m2= 1Pa（帕斯卡） 1MPa = 106Pa 1GPa = 109Pa 应力总量P 可以分解成: 垂直于截面的分量σ－－正应力 平行于截面的分量τ－－切应力 应力 平均应力:某范围内单位面积上内力的平均集度 §1.4 内力、截面法和应力 * * 建工学院 丁剑平 2008. 01 Mechanics of Materials 第一章 绪 论 材料力学 目 录 §1.1 材料力学的任务 §1.2 变形体固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法和应力 §1.5 变形和应变 §1.6 杆件变形的基本形式 小学物理 初中物理 高中物理 大学物理 理论力学 材料力学 力学常识 力学简单问题 力学特殊问题 力学一般问题 刚体、约束体 变形体、约束体 自由体、刚体 力学教学体系 §1.1 材料力学的任务 力的平衡方程 物理本构方程 几何变形方程 质点系和刚体的牛顿三大定律 方程 建立在实验基础上的假定、简化计算 理论推导计算 分析方法 力的平衡描述 材料物性描述 变形描述 力的平衡描述 运动状态描述 刚体描述（质心，运动） 变量 小变形，简单形状的体 无变形，形状复杂的体 特征 变形体受力后发生的变形，以及由于变形而产生的附加内力 研究力系的等效简化与平衡，并且用其来分析、确定物体的受力 研究内容 简单变形体 质点系，刚体 研究对象 材料力学 理论力学 讨论：理论力学与材料力学的区别和联系 材料力学定义及基本任务 定义： 材料力学是固体力学的一个分支，研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。 §1.1 材料力学的任务 基本任务： 1）研究材料的力学性能----研究材料在外力和温度下的力学性能和失效行为（仅限于宏观力学行为）； 2）研究构件的强度、刚度和稳定性---计算杆件中的应力、变形并