工科教材—材料力学完整成套课件第1章-序论.pptVIP

第一章 绪 论 §1.1 材料力学的任务 1、强度： 二、材力的任务 钢板尺：一端固定 一端自由 材力的任务：在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价设计构件、校核构件。 §1.2 变形固体及其基本假设 变形固体：构件是由固体材料制成的，固体在外力作用下要变形，故称为变形固体 材料力学中对变形固体所作的基本假设： 一、连续性假设 认为物质毫无空隙地充满了物体的几何空间，结构是密实的 二、均匀性假设 物体内任一部分性质相同 三、各向同性假设 材料沿着各个方向性质相同 §1.3 外力及其分类 按作用方式分类： 体积力：连续分布在物体内部各点上的力 如重力、惯性力 面积力：连续分布在物体一个面上的力 集中力：力的作用面积很小 按作用时间分类： §1.4 内力、截面法和应力 内力 “附加内力” 平均应力 正应力 应力:是内力的集度，即单位面积上的内力 §1.5 变形与应变 线位移：自物体内某一点的原位置到新位 置所连直线的距离 线应变 角应变 §1.6 杆件变形的基本形式 杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸 横截面：垂直于长度方向的截面 杆件的四种基本变形形式： (1)拉伸或压缩 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合 (2)剪切 杆受一对大小相等，方向相反的横向力，力的作用线靠得很近 (3)扭转 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 (4)弯曲 杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面是包含轴线的纵向面 * 一、材力与其它课程的关系 理力： 变形体力学：研究物体在外力作用下的 变形、内力 材力：杆 一维 平衡，运动 弹力：二维、三维 板壳理论 质点、质点系、刚体 材料力学以“梁、杆”为主要研究对象 工程中多为梁、杆结构 构件的抗破坏能力 强度 和 刚度 工程构件的强度、刚度问题 工程结构的强度、 刚度和稳定问题 稳定问题 强度 刚度 一、研究构件的强度、刚度和稳定 1．强度要求 所谓强度，是指构件或材料抵抗破坏的能力。为了保证构件的正常工作，首先要求构件应具有足够的强度，在荷载作用下不发生破坏。 2．刚度要求 所谓刚度，是指构件抵抗变形的能力。工程中对构件的变形根据不同的工作情况给予一定的限制，使构件在荷载作用下产生的弹性变形控制在一定的范围内，这就是要求构件具有足够的刚度。 3．稳定要求 所谓稳定要求，就是指承受荷载作用时构件在其原有形状下的平衡应保持为稳定平衡。对于受压杆件要求它在压力作用下不丧失稳定，而具有足够的稳定性。 二、研究材料的力学性质 材料力学还要通过试验来研究材料在荷载作用下表现的力学性质，并在此基础上为构件选择合适的材料。 三、合理解决安全与经济的矛盾 在满足强度、刚度及稳定性的条件下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，以及为构件选择所适宜的材料。并为设计提供必要的理论依据。 构件(或零件):组成结构或机械的单个部分 要求构件在外力作用下必须安全(正常工作） 强度条件：在外力作用下不破坏 刚度条件：在外力作用下变形不超过一定范围 稳定性条件：在外力作用下保持其原有平衡形 态 CL13TU1 CL13TU2,3 制造构件必须经济：节约材料，减轻自重 四、小变形假设 变形远小于构件尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算,以保证问题在几何上是线性的。 在求某一小变形值时，其高阶小量就可舍去 静载荷：由零开始缓慢增加至某一定值后 不随时间变化 (不使物体产生加速度） 动载荷：随时间变化的力 （交变载荷、冲击载荷） 总应力 剪应力 应力的单位: 即 帕斯卡 角位移：物体上的某一直线段旋转的角度 平均线应变： 应变纯粹是描述固体变形的一种几何度量， 正应变或线应变有在几何上表示伸长、缩短的作 用。而角应变或切应变引起物体形状的改变。 CL1TU10 纵向（长的一个方向） 横向（短的两个方向） 轴 线：所有横截面形心的连线 横截面和轴线是相互垂直的 直 杆：轴线为直线 等直杆：轴线为直线，横截面相同 曲 杆：轴线为曲线 * * * * *