09材料工力1-2章.pptVIP

公理四　作用与反作用公理 　　　两个物体间相互作用力，总是同时存在，它们的大小相等，指向相反，并沿同一直线分别作用在这两个物体上。 公理五　刚化原理 　　　变形体在已知力系作用下平衡时，若将此变形体视为刚体（刚化），则其平衡状态不变。 第四节　物体的受力分析与受力图 　　　物体受力分析包含两个步骤：取分离体，画受力图。 1．取脱离体：是把所要研究的物体解除约束，即解除研究对象与其它部分的联系； 受力分析步骤： 1．取研究对象；画脱离体图 2．在脱离体上画所有主动力 3．在脱离体上解除约束处按约束性质画出全部约束力，假设一个正方向 画脱离体图注意： 　　　 　（1）脱离体要彻底分离。 　（2）约束力、外力一个不能少。 　（3）约束力要符合约束力的性质。 　（4）未知力先假设方向，计算结果定实际方向。 　（5）分离体内力不能画。 　（6）作用力与反作用力方向相反，分别画在不同的隔离体上。 ? 　　　 例2－5　作图示系统的受力图。 YA XA FT FK * * 材料力学 教师：何义华 高级工程师 H第一章 基本概念及受力分析　　 第一节　工程力学的研究对象 结构：工程中承受荷载而起骨架作用的部分称为结构。结构是由若干构件按一定方式组合而成的。 构件：组成结构的各单独部分称为构件。 例如：支承渡槽槽身的排架是由立柱和横梁组成的刚架结构，如图1－1a所示；单层厂房结构由屋顶、楼板和吊车梁、柱等构件组成。结构受荷载作用时，如不考虑建筑材料的变形，其几何形状和位置不会发生改变。 （1）杆系结构：由杆件组成的结构。杆件的几何特征是其长度远远大于横截面的宽度和高度。 （2）薄壁结构：由薄板或薄壳组成。薄板或薄壳的几何特征是其厚度远远小于另两个方向的尺寸。 （3）实体结构：由块体构成。其几何特征是三个方向的尺寸基本为同一数量级。 工程力学的研究对象主要是杆系结构。 结构按其几何特征分为三种类型： 第二节　工程力学的研究内容和任务 工程力学的任务是研究结构的几何组成规律，以及在荷载的作用下结构和构件的强度、刚度和稳定性问题。研究平面杆系结构的计算原理和方法，为结构设计合理的形式，其目的是保证结构按设计要求正常工作，并充分发挥材料的性能，使设计的结构既安全可靠又经济合理。 进行结构设计时，要求在受力分析基础上，进行结构的几何组成分析，使各构件按一定的规律组成结构，以确保在荷载的作用下结构几何形状不发生发变。 结构正常工作必须满足 强度、刚度和稳定性的要求 强度是指抵抗破坏的能力。满足强度要求就是要求结构的构件在正常工作时不发生破坏。 刚度是指抵抗变形的能力。满足刚度要求就是要求结构的构件在正常工作时产生的变形不超过允许范围。 稳定性是指结构或构件保持原有的平衡状态的能力。满足稳定性要求就是要求结构的构件在正常工作时不突然改变原有平衡状态，以免因变形过大而破坏。 破坏实例 （1）静力学基础。这是工程力学的重要基础理论。包括物体的受力分析、力系的简化与平衡等刚体静力学基础理论。 （2）杆件的承载能力计算。这部分是计算结构承载能力计算的实质。包括基本变形杆件的内力分析和强度、刚度计算，压杆稳定和组合变形杆件的强度、刚度计算。 （3）静定结构的内力计算 这部分是静定结构承载能力计算和超静定结构计算的基础。包括研究结构的组成规律、静定结构的内力分析和位移计算等。 工程力学主要研究内容。 第三节　刚体、变形固体及其基本假设 工程力学中将物体抽象化为两种计算模型：刚体和理想变形固体。 刚体是在外力作用下形状和尺寸都不改变的物体。 理想变形固体是对实际变形固体的材料理想化，作出以下假设： （1）连续性假设:认为物体的材料结构是密实的，物体内材料是无空隙的连续分布。 （2）均匀性假设:认为材料的力学性质是均匀的，从物体上任取或大或小一部分，材料的力学性质均相同。 （3）向同性假设:认为材料的力学性质是各向同性的，材料沿不同方向具有相同的力学性质，而各方向力学性质不同的材料称为各向异性材料。 变形固体受荷载作用时将产生。 1 弹性变形：当荷载撤去后，可完全消失的变形称为弹性变形； 塑性变形：不能恢复的变形称为塑性变形或残余变形。在多数工程问题中，要求构件只发生弹性变形。 小变形：工程中，大多数构件在荷载的作用下产生的变形量若与其原始尺寸相比很微小，称为小变形。小变形构件的计算，可采取变形前的原始尺寸并可略去某些高阶无穷小量，可大大简化计算。 变形 综上所述，工程力学把所研究的结构和构件看作是连续、均匀、各向同性的理想变形固体，在弹性范围内和小变形情况下研究其承载能力。 第四节　荷载