工程力学简明教程 课件 第五章 材料力学概述.PPT

****均匀不均匀2、均匀性假设（Homogeneity）：物体内各处的力学性质完全相同。各向异性各向同性3、各向同性假设（Isotropy）：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。（这样的材料称为各项同性材料；沿各方向的力学性质不同的材料称为各项异性材料。）小变形大变形4、小变形假设（Smalldeformation）：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。保证几何上的线性。外力如何准确描述？外力表面力体积力（如惯性力、自重等）集中力（如点接触压力等）分布力（如水压力等）载荷动载荷静载荷（如重力等）交变载荷（如齿轮啮合力等）冲击载荷（如突然刹车等）静载荷较简单，其理论和研究方法可作为解决动载荷问题的基础，故优先研究。思考1：如果想更准确的模拟带孔隙的物体，或者不均匀的物体，应该从哪个角度入手？思考2：外力作用在物体上的变形如何来度量？§5-3内力、截面法和应力一、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。内力与外力平衡内力与内力平衡二、截面法内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1.截面法的基本步骤：①截：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。③代：在截开面上用相应的内力（力或力偶）代替弃去部分对留下部分的作用。（假设为正的内力）④平：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）。②取：任取一部分为研究对象。FNx=FFFFFFFFM＝M0M0M0M0M0M0M0M0截面法求内力举例：求杆AB段和BC段的内力2PN1N22PPABC2PPP1122三、应力的概念1.定义：由外力引起的内力集度。表征分布内力系在截面某一点的强弱程度。?P?AM①平均应力：②全应力（总应力）：2.应力的表示：单位为Pa或者MPa1MPa=106Pa③全应力分解为：p?M?垂直于截面的应力称为“正应力”(NormalStress)；位于截面内的应力称为“剪应力”(ShearingStress)。§5-4变形与应变一、变形在外力作用下，变形固体尺寸和形状的改变。为点的位移。因固体受到约束，无刚性位移，故其位移完全由变形引起。二、应变微小正六面体----单元体的变化，投影到xy面1.平均应变表示线段每单位长度的平均伸长和缩短。2.线应变称为M沿x方向的线应变，简称应变。类似的方法可以得到M沿y和z方向的线应变。3.角应变夹角的改变，称为M点在xy平面内的切应变或者角应变。线应变和角应变为度量一点变形程度的两个基本量，量纲为一。均为微量，其平方或乘积均为高阶微量，有时可忽略。§5-5结构分类及杆件变形的基本形式一、研究对象材料力学以“梁、杆”为主要研究对象工程中多为梁、杆结构拉伸(Tension)BAABBBCCBAC二、杆件变形的基本形式压缩(Compression)受力：作用于杆件两端的外力大小相等，方向相反，且与杆件轴线重合。变形：杆件变形是沿轴线的方向伸长或缩短。剪切(DirectShear)受力：杆件两侧作用大小相等，方向相反，作用线相距很近的外力。变形：杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动，由矩形变为平行四边形。扭转(torsion)受力：在垂直于杆轴线的平面内作用一对大小相等，方向相反的外力偶。变形：杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。弯曲(bending)弯曲(bending)受力：在包含杆轴的纵向平面内作用一对大小相等、方向相