材料力学-材料力学绪论-精品文档整理.ppt

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1、1上海海事大学上海海事大学2本章内容本章内容:1 材料力学的任务与研究对象材料力学的任务与研究对象2 材料力学的基本假设材料力学的基本假设3 外力与内力外力与内力4 应力应力5 应变应变6 胡克定律胡克定律31. 1 材料力学的任务与研究对象材料力学的任务与研究对象本节内容：本节内容： 1 基本概念基本概念2 材料力学的任务材料力学的任务3 材料力学与工程问题材料力学与工程问题4 材料力学的研究方法材料力学的研究方法4 河北赵州桥建于河北赵州桥建于1400年前（隋朝）跨年前（隋朝）跨37.02米、宽米、宽9米、拱高米、拱高7.23米，隋允康教授的老师米，隋允康教授的老师 钱令希钱令希 院士用弹

2、院士用弹塑性理论计算，结果塑性理论计算，结果 压力线完全通过拱轴。压力线完全通过拱轴。5 隋允康隋允康 教授指导博士生用他提出的教授指导博士生用他提出的结构拓扑优化结构拓扑优化 ICM （ Independent Continuous Mapping ）方法计算）方法计算的结果，的结果，完全类似赵州桥的构型完全类似赵州桥的构型。6真正解决问题，还是真正解决问题，还是材料力学形成以后材料力学形成以后达达.芬奇芬奇(Leonardo da Vinci, 1452-1519)开始开始着手解决构件的强度计算问题着手解决构件的强度计算问题 从那时起，材料力学在奠基从那时起，材料力学在奠基长期的积累、发展

3、，逐渐完善形成长期的积累、发展，逐渐完善形成 材料力学材料力学 伽利略伽利略（Galilei, 1564-1642)两种新的科学（两种新的科学（Two New Science)尝试用解析法求解构件的安全尺寸尝试用解析法求解构件的安全尺寸7理论力学理论力学 研究研究刚体刚体，研究研究力力与与运动运动的关系。的关系。材料力学材料力学 研究研究变形体变形体， 研究研究力力与与变形变形的关系。的关系。1 基本概念基本概念l 构件构件: 构成结构物和机械的构成结构物和机械的单个组成部分单个组成部分材料力学：是研究工程构件在载荷作用下的内效应,确定构件在正常工作条件下承载能力的科学81 基本概念基本概念构

4、件的分类：构件的分类：杆；杆；板、壳体；板、壳体；块体。块体。构件构件: 组成结构物和机械的单个组成部分。组成结构物和机械的单个组成部分。9材料力学中，主要研究杆件。材料力学中，主要研究杆件。轴线为直线的杆轴线为直线的杆: 直杆直杆；轴线为曲线的杆轴线为曲线的杆: 曲杆曲杆；横截面的大小形状横截面的大小形状不变的杆：不变的杆：等截面杆等截面杆；否则否则: 变截面杆变截面杆。等截面直杆等截面直杆 。11足够的稳定性构件正常工作的条件：强度：构件抵抗破坏的能力刚度：构件抵抗弹性（可恢复）变形的能力稳定性：构件保持原有平衡形式的能力足够的强度 足够的刚度不因发生断裂 或塑性变形而失效，例如储气罐不应

5、爆破。例如储气罐不应爆破。不因发生过大的弹性变形而失效，例如机床主轴不应变形过例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。大，否则影响加工精度。不因发生因平衡形式的突然转变而失效，例如柱子不能弯等。例如柱子不能弯等。1213垮塌后的彩虹桥垮塌后的彩虹桥141516172 材料力学的任务材料力学的任务1）研究构件的强度、刚度和稳定性；）研究构件的强度、刚度和稳定性；2）研究材料的力学性能；）研究材料的力学性能；3）为合理解决工程构件设计中）为合理解决工程构件设计中安全性安全性与与经济性经济性之间的矛盾提供力学方面的依据。之间的矛盾提供力学方面的依据。3 材料力学与工程问题材料力学与工程问题大量的

6、工程问题需要用到材料力学的理论和方大量的工程问题需要用到材料力学的理论和方法。法。181920前起落架锁连杆安装螺栓前起落架锁连杆安装螺栓( (销子销子) )发生断裂。发生断裂。2122承力柱承力柱桥面桥面拉杆拉杆缆索缆索23缆索缆索长度可调的拉杆长度可调的拉杆防撞护栏防撞护栏242526q 大型水利工程设施大型水利工程设施长长江江三三峡峡工工程程27284 材料力学的研究方法材料力学的研究方法新理论、新设计、新结构的实验研究或验证。新理论、新设计、新结构的实验研究或验证。实验方法在材料力学中占有实验方法在材料力学中占有重要地位重要地位。l 。291. 2 材料力学的基本假设材料力学的基本假设

7、在材料力学中，对变形固体作如下在材料力学中，对变形固体作如下假设假设：灰口铸铁的显微组织灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织1. 连续性连续性假设：假设：认为整个物体所占空间内毫无认为整个物体所占空间内毫无空隙地充满物质。空隙地充满物质。302. 均匀性均匀性假设：假设：普通钢材的显微组织普通钢材的显微组织优质钢材的显微组织优质钢材的显微组织认为物体内的任何部分，其认为物体内的任何部分，其力学性能相同、均匀分布。力学性能相同、均匀分布。3. 各向同性各向同性假设：假设：认为物体在各个不同方向上认为物体在各个不同方向上的力学性能相同。的力学性能相同。u 各向异性各向异性313.

8、 各向同性各向同性假设：认为物体内在各个不同方向假设：认为物体内在各个不同方向 上的力学性能相同。上的力学性能相同。4.4.小变形小变形假设：假设：认为构件的变形认为构件的变形极其微小极其微小，比构件本身尺寸要小得多。比构件本身尺寸要小得多。322 2 在在变形分析变形分析时，可时，可以直线代曲线以直线代曲线。1 1 在列在列平衡方程平衡方程求力时，可忽略变形，仍求力时，可忽略变形，仍用用变形前变形前的形状和尺寸。的形状和尺寸。 原始尺寸原理原始尺寸原理小变形小变形的要点：的要点：33在工程结构中，杆件的基本变形有四种形式。在工程结构中，杆件的基本变形有四种形式。1. 拉伸或压缩拉伸或压缩2. 剪切剪切PP343. 扭转扭转4. 弯曲弯曲若同时发生几种基本变形，则称为若同时发生几种基本变形，则称为组合变形组合变形。