第1章 绪论和基本概念.pptVIP

汶川大地震中，汉旺某中学严重损毁，建筑物局部倾覆倒塌。 * 材料力学 第 1 章 绪论及基本概念 1、课程性质 本课程是工科大学重要的承先启后的技术基础课，为学习后续课程（结构力学、弹性力学、机械原理等）打下基础。 可直接应用于道路、桥梁、建筑结构、航空航天以及工程机械设计。 2、课程特点 “三多” --- 概念多、公式多、计算多。应注意在学习过程中及时归纳总结。 3、课程要求 学会处理力学问题的一般方法 ----- 由实际问题抽象出力学模型，对力学模型进行分析，运用有关定理解决问题。 平时注意观察，对一般建筑结构和构件有初步了解。 上课适当作一些笔记，特别是一些补充例题及其解题思路及方法。 一、研究内容与研究对象 工程实际中，结构物或机械一般由各种零件（称为工程构件 ）组成。当结构物或机械工作时，这些构件就会承受一定的荷载即力的作用。 力产生的效应 §1-1 材料力学的任务 材料力学研究力产生的内效应： 理论力学研究力产生的外效应： 研究力与物体的变形及破坏规律研究对象抽象为 --- 可变形固体 研究力与机械运动之间的普遍规律；研究对象抽象为--- 刚体。 1、构件必须具有足够的强度 衡量构件承载能力的三个主指标： 构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力。 构件必须具有足够的保持原有平衡状态的能力。 构件的强度、刚度和稳定性与构件的材料、截面形状与尺寸、成本有关。 2、构件必须具有足够的刚度 构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力。 3、构件必须具有足够稳定性 二、课程任务 结构物或机械要正常工作，要求组成它们的构件有足够的承担载荷的能力 --- 承载能力 建于隋代（605年）的河北赵州桥. 经计算,符合现代力学原理. 桥跨径37.02米，桥面宽9 m ，大拱券上两端各建有两个小拱(净跨分别为2.85 m和3.81 m)，以减轻桥身自重和增大泄洪面积。 斜拉桥 四川彩虹桥坍塌 本课程的任务： 材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受载荷之间的内在关系，提供有关强度、刚度、稳定性分析的理论和方法。从而在既安全可靠又经济节省的前提下,为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截面形状。(既安全又经济地设计构件) 课程的研究方法： 理论分析和实验手段相结合 材料的力学性质(材料在外力作用下的变形规律)需要通过试验获得。 一些理论以实验结果得出的某些假设为前提； 材 料 力 学 包含两个方面 理论分析 实验研究 测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题。 可变形固体： 在荷载(外力)作用下可发生变形(包括尺寸改变和形状改变)的固体。 §1-2 关于变形固体的概念 材料力学研究力与物体的变形及破坏规律时，研究对象抽象为---可变形固体。 弹性变形: 变形体上的外力去掉后可消失所变形. 塑性变形: 变形体上的外力去掉后，变形不能全部消失而留有残余，此残余部分就称为塑性变形，也称为残余变形。 理想弹性体：去掉外力后能完全恢复原状的物体。 研究材料力学的前提条件 — 小变形假设。绝大多数工程材料的弹性变形都是小变形。 1、小变形前提允许以变形前的受力分析代替变形后的受力分析 因构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常小，在计算构件所受的力时，可按构件原始尺寸计算。 2、小变形前提保证叠加法成立 叠加法指构件在多个载荷作用下产生的变形 — 可以看作为各个载荷单独作用产生的变形之代数和。 叠加法是材料力学中常用的方法。 在计算构件所受的力时，可按构件原始尺寸计算。 求FN1、FN1 时： 按构件原始尺寸画受力图。 可变形固体的基本假设： 1、连续性假设 2、均匀性假设 认为变形固体其整个体积内充满了物质而毫无空隙，其结构是密实的。 认为变形固体内任意一点处取出的体积单元，其力学性能都能代表整个变形固体的力学性能。 §1-3 材料力学采用的基本假设 单元体的力学性质能代表整个物体的力学性能 有利于建立数学模型 3、各向同性假设 认为变形固体沿各个方向的力学性能是相同的。(不适合所有的材料)。 假设2和3表示材料的力学性能，与坐标、方向无关。 一、内力的概念 1 、内力的定义： 在外力作用下，构件内部各部分之间因相对位置改变而引起的附加的相互作用力 —— 附加内力。 2 、内力的特点： ① 连续分布于截面上各处； ② 随外力的变化而变化。 二、截面法 用以显示和求解内力的方法，其步骤为： 1、截开： 2、代替： 3、平衡： 在