《工程力学》课件——第4章-材料力学基础.pdfVIP

第四章材料力学基础

§4-1材料力学简介

§4-2可变形固体及其基本假设

§4-3内力·截面法·应力

§4-4位移和应变

§4-5杆件的强度条件

1

§4-1材料力学简介

1.材料力学的基本概念

构件是工程结构或机械的单个组成部分。

变形是指构件的形状和尺寸发生变化。

强度是指构件具有足够的抵抗破坏的能力。

刚度是指构件具有足够的抵抗变形的能力。

稳定性是指在荷载作用下，构件应具有保持其原有

平衡形态的能力。

2

2.材料力学的研究内容

材料力学主要研究构件的强度、刚度、稳定性问题，为设计

既经济合理又安全可靠的构件提供必要的理论基础和计算方法。

构件的强度、刚度、稳定性均与构件的材料有关，因此材料

力学还应研究材料的力学性能，即研究材料在外力作用下所表

现出的变形或破坏等方面的性能。

3.材料力学的研究方法

实验研究与理论分析

3

§4-2可变形固体及其基本假设

一、可变形固体及其变形

工程中使用的构件均由固体材料制成，当受到外力作用时，

固体材料都将发生变形，这些材料统称为可变形固体。

弹性变形与塑性变形

➢弹性变形是固体在卸载后完全消失的变形。

➢塑性变形是卸载后残留下来的变形。

大多数工程材料都在其弹性范围内工作，发生弹性变形。

4

二、可变形固体的基本假设

1.连续性假设

假设固体的整个体积都被物质毫无空隙的充满，即物质在

固体的体积内是连续的。

2.均匀性假设

假设固体是由同一种均匀物质组成的，固体内各部分的力

学性能相同。

3.各向同性假设

假设固体的力学性能在所有方向上都相同。

5

二、可变形固体的基本假设

工程中有一些材料，沿不同方向的力学性能不同，称为

各向异性材料。如木材、竹材、胶合板等。

4.小变形假设

假设固体在外力作用下所产生的变形远远小于固体的原

始尺寸。

材料力学研究连续、均匀、各向同性、满足小变形条件，

且在弹性变形范围内工作的可变形固体。

6

§4-3内力·截面法·应力

一、内力

由外力作用而引起的物体内部质点间相互作用力的改

变量叫做内力。

内力伴随着变形出现，与构件的强度、刚度等问题密

切相关。

二、截面法

截面法是求解内力的最普遍方法。

7

二、截面法

（1）截开：

假想有一平面沿m-m截面把物体截开，分成左右两部分。

任取其中一部分（如左侧部分）作为研究对象，称为脱离体；

弃去另一部分（如右侧部分）。

8

（2）代替：

用脱离体m–m截面上的内力来代替弃去部分对留下部分

的作用。

➢截面上的