材料力学重点总结材料力学重点.docx
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1、精品名师归纳总结材料力学阶段总结一、材料力学的一些基本概念1. 材料力学的任务 :解决安全牢靠与经济适用的冲突。讨论对象 : 杆件强度: 抗击破坏的才能刚度: 抗击变形的才能稳固性 : 瘦长压杆不失稳。2、 材料力学中的物性假设连续性 : 物体内部的各物理量可用连续函数表示。匀称性 : 构件内各处的力学性能相同。各向同性 : 物体内各方向力学性能相同。3、 材力与理力的关系 ,内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力 : 平稳问题 , 两者相同 ;理力: 刚体 , 材力 : 变形体。内力: 附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、与符号规定。应力: 正应力、剪应力、一点处的应力。应明
2、白作用截面、作用位置 点 、作用方向、与符号规定。压应力正应力拉应力线应变应变: 反映杆件的变形程度角应变变形基本形式 : 拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。拉压虎克定律:线段的拉伸或压缩。E lPlEA剪切虎克定律:两线段适用条件 : 应力应变就是线性关系5、 材料的力学性能 拉压 :夹角的变化。: 材料比例极限以内。Gr一张 - 图 , 两个塑性指标 、, 三个应力特点点 :p、s、 b , 四个变化阶段 : 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。拉压弹性模量 E, 剪切弹性模量 G, 泊松比 v,GE(2 1V)塑性材料与脆性材料的比较变形:强度抗冲击应力集中4、 物理关系、本构关系虎克定
3、律 ; 剪切虎克定律 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结塑性材料流淌、断裂变形明显拉压s 的基本相同较好的承担冲击、振动不敏锐脆性无流淌、脆断仅适用承压特别敏锐6、 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数 : 大于 1的系数 , 使用材料时确定安全性与经济性冲突的关键。过小安全性下降 ; 过大 , 铺张材料。许用应力 : 极限应力除以安全系数。, 使构件s塑性材料0nssb0脆性材料7、 材料力学的讨论方法nbb可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1) 所用材料的力学性能 : 通过试验获得。2) 对构件的
4、力学要求 : 以试验为基础 , 运用力学及数学分析方法建立理论, 猜测理论应用的将来状态。3) 截面法 : 将内力转化成“外力” 。运用力学原理分析运算。8、材料力学中的平面假设查找应力的分布规律 , 通过对变形试验的观看、分析、推论确定理论依据。1) 拉 压 杆的平面假设试验: 横截面各点变形相同 , 就内力匀称分布 , 即应力到处相等。2) 圆轴扭转的平面假设试验: 圆轴横截面始终保持平面, 但刚性的绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。3) 纯弯曲梁的平面假设试验: 梁横截面在变形后仍旧保持为平面且垂直于梁的纵向纤维; 正应力成线性分布规律。9 小变形与叠加原理小变形 : 梁绕曲线的近
5、似微分方程 杆件变形前的平稳 切线位移近似表示曲线 力的独立作用原理叠加原理 : 叠加法求内力 叠加法求变形。10 材料力学中引入与使用的的工程名称及其意义 概念1) 荷载 : 恒载、活载、分布荷载、体积力, 面布力 , 线布力 , 集中力 , 集中力偶 , 极限荷载。2) 单元体 , 应力单元体 , 主应力单元体。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结3) 名义剪应力 , 名义挤压力 , 单剪切 , 双剪切。4) 自由扭转 , 约束扭转 , 抗扭截面模量 , 剪力流。5) 纯弯曲 , 平面弯曲 , 中性层 , 剪切中心 弯曲中心 , 主应力迹线 , 刚架 , 跨度 ,斜弯曲, 截面
6、核心 , 折算弯矩 , 抗弯截面模量。6) 相当应力 , 广义虎克定律 , 应力圆 , 极限应力圆。7) 欧拉临界力 , 稳固性 , 压杆稳固性。8) 动荷载 , 交变应力 , 疲惫破坏。二、 杆件四种基本变形的公式及应用1、 四种基本变形 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结基本变形截面几何性质刚度应力公式变形公式备注可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拉伸与压缩面积 : A抗拉 压刚度 EANlNlAEA留意变截面及变轴力的情形可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结剪切面积 : AQ有用运算法A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料
7、- - - 欢迎下载精品名师归纳总结圆轴扭转极惯性矩pI2 dA抗扭刚度GI PMT maxmaxWpM T l GI P可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结纯弯曲惯性矩2抗弯刚度Mmaxd 2 y2M ( x)挠度ydy可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I zy dAEI ZmaxdxEI Z转角可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结WZ1(M ( x)dx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2、 四种基本变形的刚度 , 都可以写成 :刚度 =材料的物理常数截面的几何性质1) 物理常数 :某种变形引起的正应力: 抗拉 压 弹性模量 E;某种变形
8、引起的剪应力: 抗剪 扭 弹性模量 G。2) 截面几何性质 :拉压与剪切 : 变形就是截面的平移 :取截面面积 A;扭转 : 各圆截面相对转动一角度或截面绕其形心转动:取极惯性矩 I;EI Z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结梁弯曲 : 各截面绕轴转动一角度: 取对轴的惯性矩3、 四种基本变形应力公式都可写成:I Z 。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结内力应力 = 截面几何性质I可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结对扭转的最大应力: 截面几何性质取 抗扭截面模量 W pmax可编辑资料 - - - 欢迎下
9、载精品名师归纳总结I Z对弯曲的最大应力: 截面几何性质取 抗弯截面模量 WZymax4、 四种基本变形的变形公式, 都可写成 :内力 长度变形=刚度因剪切变形为有用运算方法, 不考虑运算变形。21d 2 y可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结弯曲变形的曲率( x), 一段长为 l 的纯弯曲梁有 :dx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结补充与说明 :1、关于“拉伸与压缩”l( x)M x l EI z可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结指简洁拉伸与简洁压缩, 即拉力或压力与杆的轴线重合; 如外荷载作用线不与轴
10、线重合,就成为拉 压 与弯曲的组合变形问题; 杆的压缩问题 , 要留意它的长细比 柔度 。这里的简洁压缩就是指“小柔度压缩问题”。2、关于“剪切”有用性的强度运算法 , 作了剪应力在受剪截面上匀称分布的假设。要留意有不同的受剪截面 :a、单面受剪 :受剪面积就是铆钉杆的横截面积; b、双面受剪 :受剪面积有两个 : 考虑整体结构 , 受剪面积为 2倍销钉截面积 ; 运用截面法 , 外力一分为二, 受剪面积为销钉截面积。c、圆柱面受剪 :受剪面积以冲头直径 d为直径 , 冲板厚度 t为高的圆柱面面积。3、关于扭转表中公式只有用于 圆形截面的直杆与空心圆轴。等直圆杆扭转的应力与变形运算公式可近似分
11、析螺旋弹簧的应力与变形问题就是应用杆件基本变形理论解决实际问题的很好例子。4、关于纯弯曲纯弯曲 , 在梁某段剪力Q=0 时才发生 , 平面假设成立。横力弯曲 剪切弯曲 可以视作剪切与纯弯曲的组合, 因剪应力平行于截面, 弯曲正应力垂直于截面 , 两者正交无直接联系 , 所以由纯弯曲推导出的正应力公式可以在剪切弯曲中使用。5、关于横力弯曲时梁截面上剪应力的运算问题为运算剪应力 , 作为初等理论的材料力学方法作了一些奇妙的假设与处理, 在懂得矩形截面梁剪应力公式时 , 要留意以下几点 :1) 无论作用于梁上的就是集中力仍就是分布力, 在梁的宽度上都就是匀称分布的。故剪应力在宽度上不变 , 方向与荷
12、载 剪力 平行。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结2) 分析剪应力沿梁截面高度分布变化规律时, 如仅在截面内 , 有n hbdhQ , 因可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 h 的函数形式未知 , 无法积分。但由剪应力互等定理, 考虑微梁段左、右内力的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结平稳 , 可以得出 :ZQS*可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结I zb剪应力在横截面上沿高度的变化规律就表达在静矩*Sz 上,*Sz 总就是正的。可编辑资料 -
13、 - - 欢迎下载精品名师归纳总结剪应力公式及其假设 :a、矩形截面假设 1: 横截面上剪应力与矩形截面边界平行, 与剪应力 Q的方向一样 ;假设 2: 横截面上同一层高上的剪应力相等。剪应力公式 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 yQS* yzI zb,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结S(*y) b(Z23Qy )2y 223可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结b、 非矩形截面积max2bh2平均可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假设 1:同一层上的剪应力作用线通过这层两端边界的切线交
14、点, 剪应力的方向与剪力的方向。假设 2: 同一层上的剪应力在剪力Q方向上的重量y 相等。剪应力公式 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y y2QS* yzb y Iz3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Sz* y R23y 2 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y y2.4Qy 2321R可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结c、薄壁截面max43平均可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结假设 1: 剪应力与边界平行 , 与剪应力谐
15、调。假设 2: 沿薄壁 t,匀称分布。剪应力公式 :zQS*tI z学会运用“剪应力流”概念确定截面上剪应力的方向。三、梁的内力方程 , 内力图 , 挠度 , 转角遵守材料力学中对剪力 Q 与弯矩 M 的符号规定。在梁的横截面上 , 总就是假定内力方向与规定方向一样 , 从统一的坐标原点动身划分梁的区间 , 且把梁的坐标原点放在梁的左端 或右端 , 使后一段的弯矩方程中总包括前面各段。均布荷载 q、剪力 Q、弯矩 M、转角 、挠度 y 间的关系 :可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结d 2 ydM由:EI dx 2M , dxQ ,dQq dx可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名
16、师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结33有EI d ydMQ( x)EI d yq( x)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结44dxdxdx设坐标原点在左端 , 就有 :4可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结q :EI dyq ,q 为常值可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结dx 4d 3 y可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Q :EIqxAdx3d 2 yq可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结M: EIdx 2x 2AxB2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
17、名师归纳总结: EI dydxq x 36A x 22BxC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结y: EIyq x 424A x 36B x 2CxD 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结Q |x00M|x00AB|xl0Cy |xl0D00q l 36q l 48EIyq24x 4ql 3x6ql 48yx0ql 48EI其中 A、B、C、D四个积分常数由边界条件确定。例如 , 如图示悬臂梁 :就边界条件为 :截面法求内力方程 :内力就是梁截面位置的函数, 内力方程就是分段函数, 它们以集中力偶的作用点, 分布的起始、
18、终止点为分段点;1) 在集中力作用处 , 剪力发生突变 , 变化值即集中力值 , 而弯矩不变 ;2) 在集中力偶作用处 , 剪力不变 , 弯矩发生突变 , 变化值即集中力偶值 ;3) 剪力等于脱离梁段上外力的代数与。脱离体截面以外另一端, 外力的符号同剪力符号规定, 其她外力与其同向就同号, 反向就异号 ;4) 弯矩等于脱离体上的外力、外力偶对截面形心截面形心的力矩的代数与。外力矩及外力偶的符号依弯矩符号规章确定。梁内力及内力图的解题步骤:1) 建立坐标 , 求约束反力 ;2) 划分内力方程区段 ;3) 依内力方程规律写出内力方程;4) 运用分布荷载 q、剪力 Q、弯矩 M的关系作内力图 ;可
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