刘鸿文材料力学第一章 绪论.ppt

* * * * * * * * * §1-1 材料力学的任务及研究对象  The tasks and research objects of  mechanics of materials 一、任务 (task) 材料力学是研究构件承载能力的一门学科。 承载能力 (carrying capacity ) 强度（strength) 刚度（stiffness) 稳定性（stability) 1.强度（strength) 构件抵抗破坏的能力 2.刚度 构件抵抗变形的能力. (stiffness): 3.稳定性（stability): 构件保持原有平衡状态的能力  材料力学的任务 在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。 二、研究对象(research objects) 1.构件(element) 2.构件的分类 (classification of elements) 板(plate) 壳(shell) 块体(body) (bar) 材料力学以“梁、杆”为主要研究对象（the main research objective in mechanics of materials include axially-loaded bars, shafts, beams, and columns) 工程中多为梁、杆结构 §1-2 变形固体的基本假设(The basic assumptions of deformable body ) 一、连续性假设 (continuity assumption) 物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。 二、均匀性假设（homogenization assumption) 物体内，各处的力学性质完全相同。 三、各向同性假设（isotropy assumption) 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。 四、小变形假设（neglecting deformation assumption) 材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸 相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。  一、外力（external force) 1. 按作用方式分 体积力 （body force) 表面力 (surface force ) 集中力(concentrated force) 分布力(distributed force) 2. 按随时间变化分 静载荷（static load) 动载荷 (dynamic load) 交变载荷（alternate load) 冲击载荷（impact load) §1-3 力、应力、应变和位移的基本概念 ( Basic concepts of force, stress, strain, and displacement) 1.定义： 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间相互作用力（附加内力）。 二、内力（internal force) m m 2. 内力的求法 —— 截面法 (method of sections ) 步骤 (procedures for analysis) ① 截开 在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二. m m m m m m ②代替 任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截 面上相应的内力（力或力偶）代替. ③平衡 对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）. m m m m m m 三、应力（Stress) 1.定义 (Definition)：由外力引起的内力的集度 ?F ?A M 2. 应力(Stress) ①平均应力 ②全应力（总应力） ③全应力分解为 p ? M ? 垂直于截面的应力称为“正应力” (The stress acting normal to section is called the Normal Stress) 位于截面内的应力称为“切应力”(The stress acting tangent to section is called the Shear Stress) 四 、变形和位移（deformation and displacement) 1.变形（defo