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材料力学第 1 章 绪论材 料 力 学材料力学本章主要内容1-1 材料力学的任务1-2 变形固体的基本假设1-3 外力、内力及应力的概念1-4 位移、变形及应变的概念1-5 构件的分类杆件的基本变形材料力学桥梁结构桥梁结构1-1 1-1 材料力学的任务材料力学的任务材料力学四、工程力学的典型应用案例四、工程力学的典型应用案例木牛流马木牛流马工业机器人工业机器人并联机床并联机床鸟巢鸟巢国家大剧院国家大剧院苏通大桥苏通大桥鸟巢鸟巢国家大剧院国家大剧院材料力学材料力学比比萨萨斜斜塔塔材料力学四川彩虹桥坍塌四川彩虹桥坍塌材料力学材料力学材料力学一一、对构件的三项基本要求对构件的三项基本要求具有足够的强度具有足够的强度 构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。例如储气罐不应爆破。例如储气罐不应爆破。(破坏破坏 断裂或变形过量不能恢复）断裂或变形过量不能恢复）具有足够的刚度具有足够的刚度 构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。例如机床主轴不构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。应变形过大，否则影响加工精度。满足稳定性要求满足稳定性要求 构件在某种外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。例如柱构件在某种外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。例如柱子不能弯等。子不能弯等。材料力学 上面提到了术语上面提到了术语1、构件构件 Component or Member：组成机械的零件或构筑：组成机械的零件或构筑物的杆件统称为构件。物的杆件统称为构件。2、结构结构 Structure：由构件组成的体系，工程结构是工程：由构件组成的体系，工程结构是工程实际中采用的结构。实际中采用的结构。3、载荷载荷 Load：构件和结构承受的负载或荷重。：构件和结构承受的负载或荷重。载荷有载荷有 内载荷与外载荷内载荷与外载荷4、变形变形 Deformation：在载荷的作用下，构件的形状及尺：在载荷的作用下，构件的形状及尺寸发生变化称为变形。寸发生变化称为变形。材料力学材料力学三、材料力学的作用三、材料力学的作用 承前启后的阶段性承前启后的阶段性 1.1.后续的力学（其它的变形体力学）后续的力学（其它的变形体力学）学好材料力学对学习其他变形体力学的奠基作用学好材料力学对学习其他变形体力学的奠基作用 结构力学，弹性力学，塑性力学，断裂力学，流体力学结构力学，弹性力学，塑性力学，断裂力学，流体力学 2.2.后续的专业课程后续的专业课程 建筑结构建筑结构 机械设计机械设计 结构设计原理结构设计原理 3.3.有助于学习其它工程：土木、机械、航空、航天、交有助于学习其它工程：土木、机械、航空、航天、交 通、运输、材料、生物、工程、仪表等通、运输、材料、生物、工程、仪表等 4.4.今后工程工作中直接受益今后工程工作中直接受益材料力学材料力学小变形与线弹性范围小变形与线弹性范围A AB BC CF F12 远小于构件的最小尺寸，所远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。计算得到很支架的变形略去不计。计算得到很大的简化。大的简化。材料力学1-3 1-3 外力及其分类外力及其分类外力：外力：按按外外力力作作用用的的方方式式体积力体积力:是连续分布于物体内部各点的力是连续分布于物体内部各点的力如物体的自重和惯性力如物体的自重和惯性力面积力面积力:如油缸内壁的压力，水坝受到如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为的水压力等均为分布力分布力若外力作用面积远小于物体表若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的的集中力。如火车轮对钢轨的压力等压力等按按时时间间分布力：分布力：集中力：集中力：静载：静载：动载：动载：缓慢加载（缓慢加载（a0a0）快速加快速加载（载（a0a0），或冲击加载），或冲击加载材料力学材料力学F FS SM MF F F FF F F Faa材料力学一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到都将趋于一定极限，得到应力的国际单位为应力的国际单位为Pa 1N/mPa 1N/m2 2=1Pa=1Pa（帕斯卡）（帕斯卡）1MPa=10 1MPa=106 6Pa 1GPa=10Pa 1GPa=109 9PaPa应力总量应力总量P P 可以分解成可以分解成:垂直于截面的分量垂直于截面的分量正应力正应力 平行于截面的分量平行于截面的分量切应力切应力应力应力材料力学1-51-5 变形及应变变形及应变F F F F位移位移线位移线位移角位移角位移变形变形线变形线变形角变形角变形应变应变线（正）应变线（正）应变角（切）应变角（切）应变A A A AA A A AC C C CD D D DE E E EC C C CD D D DE E E E材料力学构件的分类：构件的分类：杆件、板壳、块体杆件、板壳、块体杆件：杆件：直杆：直杆：折杆：折杆：曲杆：曲杆：等截面直等截面直杆、变截面直杆杆、变截面直杆等截面折等截面折杆、变截面折杆杆、变截面折杆*等截面曲等截面曲杆、变截面曲杆杆、变截面曲杆*材料力学拉压变形拉压变形拉（压）、剪切、扭转、弯曲拉（压）、剪切、扭转、弯曲剪切变形剪切变形杆件的基本变形：杆件的基本变形：1-61-6 构件的分类构件的分类 杆件的基本变形杆件的基本变形材料力学材料力学本章小结一、知识点1、了解材料力学的任务，基本假设。2、了解外力、内力、应力等基本概念。3、掌握截面法求内力的方法。4、了解基本变形的分类及对应实例。二、重点内容1、掌握截面法求内力的方法。