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第二编 材 料 力 学 §6-1 材料力学的任务 §6-2 工程构件的简化模型 §6-5 杆件变形的基本形式 第六章 杆件变形的基本知识 §6–4 位移、变形与应变 §6-3 内力、截面法和应力 §6-1 材料力学的任务 构件 1．强度 构件在正常工作情况下不发生破坏。这就需要构件具有足够的强度 —— 抵抗破坏的能力。 构件的承载能力主要由三个方面衡量： —— 工程结构或机械的各组成部分。 构件在正常工作情况下，变形不超过一定限度。这就需要构件具有足够的刚度——构件抵抗变形的能力。 2．刚度 承力柱 桥面 拉杆 缆索 3．稳定性 构件在正常工作情况下，要求保持原有的平衡状态。这就需要构件具有足够的稳定性 —— 构件维持其原有的平衡状态的能力。 材料力学的任务： 1）研究构件的强度、刚度和稳定性； 2）研究材料的力学性能； 3）为合理解决工程构件设计中安全性与经济性 之间的矛盾提供力学方面的依据。 §6-2 工程构件的简化模型 杆件 板件（板） 块件 （或块体） 板件（壳） 一、构件的基本形式 材料力学主要研究杆件。 二、变形固体及其基本假设 受力后其形状和尺寸发生变化的物体称为变形固体（简称变形体）。 1. 连续性假设： 认为整个物体所占空间内毫无 空隙地充满物质。 灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织 2. 均匀性假设： 认为物体内的任何部分，其 力学性能相同、均匀分布。 3. 各向同性假设： 认为物体在各个不同方向上 的力学性能相同。 ● 小变形假设： ? P L P A 假设物体产生的变形与整个物体的原始尺寸相比是极其微小的。 §6–3 内力、截面法和应力 内力 、内力 F1 F3 F2 Fn 假想截面 F1 F2 F3 Fn 分布内力 ?? 由于变形引起的物体内部的附加力。 二、截面法 N Q M 步骤： （1）切开 （2）代力 （3）平衡 截面上一点分布内力的集度称为该点的应力。 k pm称为?A面积上的平均应力。 p 称为截面上k 点的全应力。 三、应力 k p ? ? ? 单位为：Pa —— 正应力 ? —— 剪应力 §6–4 位移、变形与应变 、位移 线位移 —— AA1 角位移 ——θ 线位移还可分解为轴向位移u与横向位移v 取一微小正六面体 两种基本变形： ?? 单元体 线段间夹角的变化 ?? 角变形 Ds Ds+Du x y o g 二、变形 线段长度的改变 ?? 线变形 三、应变 平均线应变 线应变 剪应变(或角应变) 与 均无量纲。 §6-5 杆件变形的基本形式 一、轴向拉伸或压缩 F F 拉伸 F F 压缩 二、剪切 F F 三、扭转 Me Me 四、弯曲 M M 杆件的复杂变形均可由这四种基本变形组合而成。