材料力学课件绪论课件.ppt

3、稳定性（stability) 构件保持原有平衡状态的能力 * 一对矛盾 安全 用材越少越好 经济 设计出的结构要有承载能力 材料力学的任务——在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。 1) 荷载、材料一定，计算截面积； 2) 荷载、截面一定，校核是否安全； 3) 材料、截面一定，求许可荷载。 三种强度计算： * 1、构件：组成工程结构或 机械的最小单元。 2、构件的分类： 板(plate) 壳(shell) 块体(body) (bar) 二、研究对象 * 材料力学以“梁、杆”为主要研究对象 * 工程中多为梁、杆结构 * §1-3 、变形固体的基本假设 三 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。而构件一般均由固体材料制成，故构件一般都是变形固体。 一、变形固体 二、变形固体基本假设的提出 在研究构件的强度、刚度和稳定性时，为抽象出力学模型，掌握与问题有关的主要属性，常略去一些次要属性，对变形固体做出假设。 * （1）连续性假设： 认为组成固体的物质不留空隙地充满了固体的体积。 （2）均匀性假设： 认为在固体内的任何部位，其力学性能都相同。 （3）各向同性假设： 认为无论沿任何方向，固体的力学性能都相同。 * （4）小变形假设 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。 * §1-4 、外力、内力及应力的概念 一、外力： 按作用方式 体积力: 是连续分布于物体内部各点的力。 表面力 分布力 连续作用于物体表面的力。 集中力 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。 1、概念：指来自构件外部的力。 按时间 静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值，以后保持不变， 或变化很不显著。 动载荷： 交变载荷：随时间作周期性变化的载荷。 冲击载荷：物体的运动在瞬时内突然变化引起的载荷。 2、分类： * 1、概念：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）。 2、求内力的方法－－截面法 （1）切 （2）去 （3）代 （4）平 二、内力 §1-4 、外力、内力及应力的概念 * FS M F F a a §1-4 、外力、内力及应力的概念 例：求如下图所示杆件截面的内力。 * 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 三、应力：由外力引起的内力的集度。 （2）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： （1）平均应力:单位面积上内力的平均集度。 §1-4 、外力、内力及应力的概念 * §1-5、位移、变形及应变的概念 2、变形（deformation） 在外力作用下物体形状和尺寸发生改变。 1、位移（ displacement） 变形前后物体内一点位置的变化。 F C’ D’ E’ A A’ C D E 位移 线位移 角位移 变形 线变形 角变形 * §1-5、位移、变形及应变的概念 F C’ D’ E’ A A’ C D E 应变 线应变（应变）： 切（角）应变： 平均应变：每单位线段长度的平均伸长或缩短。即： 称C点沿CD方向的线应变。 称C点在平面内的切应变。 3、应变 （strain) 度量构件一点处的变形程度。 * §1-6、杆件变形的基本形式 六 一、杆件及其分类： 1、概念：长度远大于横截面尺寸的构件，称为杆件，简称 为杆。它是工程中最基本的构件。 杆件 直杆： 曲杆： 轴线为直线的杆。 轴线为曲线的杆。 横截面大小和形状不变的直杆。 等直杆： 2、分类： * 拉压变形 （1）拉伸或压缩 二、杆件的基本变形： 实例：起吊重物的钢索、活塞杆等。 特点：由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力引起的； 表现：杆件的长度发生伸 长或缩短。 * 剪切变形 （2）剪切 实例：常用的联接件，如键、销钉、螺栓等。 特点：由大小相等、方向相反、相互平行的力引起的； 表现：受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。 * 扭转变形 （3）扭转 实例：汽车的传动轴、电机和水轮机的主轴等。 特点：由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的； 表现：杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。 * 弯曲变形 （4）弯曲 特点：由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小