第一章材料力学绪论.pdf

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1、单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Introduction Bilingual Editionreturnexit Produced byProduced by：PENG YINGFENGPENG YINGFENG 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Mechanics of materials is a subject that studies the inner manifestation when force is exerted on the object. 材料力学是研究物体受力后内

2、在表现的学科。 Inner manifestation The law of the objects deformation and the characteristic of damage. 内在表现 物体变形规律和破坏特征。 Mechanics of materials studies the most common and basic law of the inner manifestation of the object. 材料力学研究物体内在表现的最普遍、最基本的规 律。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级

3、在本课程，我们将研究物体的变形，研究作用在 物体上的力与变形之间的关系。 We will study the deformation of the object and the relation between the force on the object and deformation in this course. 1. The research object of mechanics of materials 材料力学的研究对象 (1) Structure members 构件 (2) Classification of structure members 构件分类 bar or ro

4、d, plate or shell, clump body 杆件, 板壳, 块体 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 middle surface thickness bar or rod 杆件 中面 厚 度 plate or shell 板壳 plate shell clump body 块体 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Beams and rods are the main research objects of mechanics

5、 of materials. 材料力学以“梁、杆”为主要研究对象。 Most structures are made up from the beams and rods . 工程中多为梁、杆结构。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2. The tasks of mechanics of materials and its relation with engineering 材料力学的仸务及与工程的联系 Under the request that the strength, rigidity, stability

6、 are satisfied, offer the necessary theoretical foundation and calculation method for determining reasonable shapes and dimensions, choosing proper materials for the components at the most economic price. 在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济 的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适 宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击

7、此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (1) Strength 强度 Capacity to resist failure of a component or an element. 构件在外载作用下抵抗破坏(断裂或过度的塑性变 形)的能力。 荷载未作用时荷载未作用时 荷载去除后荷载去除后 rupture 1 F 2 F 塑性变形 荷载作用下荷载作用下 F introduction plastic deformation 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 简易压力机横梁、连杆受力可能破坏 横梁横梁 轴销轴销 活塞杆活塞杆 气缸

8、气缸 连杆连杆 上平台上平台 工件工件下平台下平台 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 热热 核核 反反 应应 堆堆 把把核燃料的核心核燃料的核心 部分吊装到反应部分吊装到反应 堆容堆容器中器中 。 壁厚应该为多少壁厚应该为多少 才是安全的？才是安全的？ 在一定的温度与压在一定的温度与压 力下容器的力下容器的强度强度就就 有一定的要求。有一定的要求。 直径确定后直径确定后 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 强度问题强度问题 Gas-jar 储

9、气罐储气罐 crack introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2001年年11月月07日凌晨日凌晨4时时30分左右四川宜宾市城区分左右四川宜宾市城区 的南门大桥两端先后发生断裂垮塌，给两端桥面留的南门大桥两端先后发生断裂垮塌，给两端桥面留 下下40米和米和20米的两段空白。米的两段空白。 introduction Bridge cutoff accident 断桥事故断桥事故 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 There is probably certain prob

10、lem in the mobile suspending design. In this kind of bridge structures, the middle well-sweep receives less strength while the well-sweeps of the end receives more . Because of the uneven bearing force , collapsing on one side will lead to collapses on the other side . introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此

11、处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 重庆市綦江县彩虹桥重庆市綦江县彩虹桥 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级1999年年1月月4日日18时时50分分 重庆市綦江县彩虹桥发生重庆市綦江县彩虹桥发生 整体垮塌。整体垮塌。 49人死亡；人死亡；14人受伤；直接经济损失人受伤；直接经济损失631万元万元 强度问题强度问题 垮塌后的彩虹桥垮塌后的彩虹桥 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 简单力学问题简单力学问题: : 大部队过桥时不能齐

12、步走。大部队过桥时不能齐步走。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 损伤累积与结构寿命损伤累积与结构寿命 与跑步的次数有关与跑步的次数有关 脚上的力量脚上的力量 假设人体重量为假设人体重量为750N3000N 3500N 4500N 6000N 12500N 高等力学问题高等力学问题: : 冲击载荷的概念冲击载荷的概念 跑步时脚上的力量有多大？跑步时脚上的力量有多大？ introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 缆索缆索 introduction 桥墩

13、桥墩塔塔 斜斜 拉拉 桥桥 Cable Stayed Bridge 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 苏通长江大桥苏通长江大桥 （主跨：（主跨：1088米）米） introduction Cable Stayed Bridge 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2007年年6月月15日日5时时10分广东佛山九江大桥被撞断裂分广东佛山九江大桥被撞断裂 introduction Bridge cutoff accident 断桥事故断桥事故 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式

14、第二级 第三级 第四级 第五级 广东佛山九江大桥广东佛山九江大桥 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 苏通长江大桥苏通长江大桥 （主跨：（主跨：1088米）米） introduction Cable Stayed Bridge 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Golden Gate Bridge Main Span :1280 mMain Span : 854 m Tacoma Narrows Bridge introduction Suspension Bridg

15、e 悬索桥悬索桥 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 江阴大桥江阴大桥主跨：主跨：1385米米 introduction 缆索缆索 拉杆拉杆 防撞护栏防撞护栏 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 19981998年年6 6月月3 3日德国日德国Ice-1型高速列车在汉挪威北部型高速列车在汉挪威北部 的伊斯切得出轨，导致的伊斯切得出轨，导致102102人死亡和人死亡和8888人受伤。人受伤。 The railway and the bullet train 铁路与高速列车铁路与高速列车 强度问题强

16、度问题 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 19981998年，东方航空公司年，东方航空公司的的2173号大型号大型客机成功迫降客机成功迫降 Aviation 航空航空 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) )意外断裂意外断裂 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 美美 战战 斗斗 机机 凌凌 空空 解解 体体 F-15 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级

17、 第五级 解体原因：飞机框架中一根有缺陷的金属纵梁断裂。解体原因：飞机框架中一根有缺陷的金属纵梁断裂。 Eagle 设计太单薄设计太单薄支撑机体支撑机体 缺陷缺陷纵梁纵梁 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 shuttle Colombia launch introduction Space Shuttle Columbia Crashed Spaceflight and space shuttle 航天和航天飞机航天和航天飞机 Feb. 1, 2003 “Colombia ”broke apart as it pre

18、pare to land. The accident killed all 7 crew members. 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 冬天的自来水管，由于管内结冰而冻裂，而冰并未冬天的自来水管，由于管内结冰而冻裂，而冰并未 破裂破裂, ,是否冰的强度比自来水管的强度还高是否冰的强度比自来水管的强度还高? ?为什么？为什么？ 思考：思考： 沸水倒入厚玻璃杯中，若玻璃杯因此而破裂，裂纹沸水倒入厚玻璃杯中，若玻璃杯因此而破裂，裂纹 是从是从内壁内壁还是还是外壁外壁开始？开始？ pp 储气罐如出现储气罐如出现裂缝裂缝，应是哪种情况？，应是哪种

19、情况？ introduction crack 美国电视剧美国电视剧 ,其中说到越狱者用一个打蛋机其中说到越狱者用一个打蛋机 在在混凝土结构混凝土结构墙上凿墙上凿9个形成个形成X型的孔型的孔, ,从而降低结构从而降低结构 强度强度，最后把墙推倒。是否可行？，最后把墙推倒。是否可行？ 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (2) Rigidity 刚度刚度 Capacity to resist deformations of a component or an element. 构件在外载作用下，抵抗构件在外载作用下，抵抗变形变形的能力。的能力。 变

20、速器传动轴受力变形变速器传动轴受力变形虽不折断，但影响正常传动。虽不折断，但影响正常传动。 齿轮齿轮 传动轴传动轴 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 摇臂钻床的摇臂变形过大，就会影响零件的加工摇臂钻床的摇臂变形过大，就会影响零件的加工 精度，甚至会出现废品。精度，甚至会出现废品。 刚度问题刚度问题 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 超音速飞机机翼的翼面超音速飞机机翼的翼面, ,由于空气动力而产生某由于空气动力而产生某 一微量的变形一微量的变

21、形, ,就会改变飞机飞行的性能就会改变飞机飞行的性能, ,甚至有甚至有 发生颤振的危险。发生颤振的危险。 刚度问题刚度问题 歼歼- -1010 F-22 raptor Airplanes 飞机飞机 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 歼歼- -1010进气道结构最显眼之处是上表面两侧与机身之进气道结构最显眼之处是上表面两侧与机身之 间各采用间各采用三根三根撑杆撑杆连接连接, ,形成一个悬臂支撑结构形成一个悬臂支撑结构, ,以加以加 强其强其刚度刚度，这样的结构可以承受飞机在高机动和高速，这样的结构可以承受飞机在高机动和

22、高速 飞行时的弯矩和交变气动载荷，保证了飞行的安全。飞行时的弯矩和交变气动载荷，保证了飞行的安全。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 刚刚 度度 问问 题题 液体火箭发动机的叶片与壳体之间的空隙很小，如液体火箭发动机的叶片与壳体之间的空隙很小，如 果涡轮轴变形过大，会使叶片碰壳而造成重大事故。果涡轮轴变形过大，会使叶片碰壳而造成重大事故。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 “挑战者”号航天飞机挑战者”号航天飞机 爆炸瞬间爆炸瞬间 Space

23、flight and space shuttle 航天和航天飞机航天和航天飞机 1986年年1月月28日上午日上午, ,美国美国 “挑战者挑战者”号航天飞机发号航天飞机发 射升空射升空73秒钟后突然发生秒钟后突然发生 爆炸爆炸, 7名宇航员全部遇难。名宇航员全部遇难。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 太太 阳阳 能能 电电 池池 帆帆 板板 introduction 刚刚 度度 问问 题题 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 美国华盛顿州的

24、美国华盛顿州的 Tacoma Narrows Bridge, 建成后仅建成后仅4 个月，就在速度为每秒个月，就在速度为每秒19米的风中米的风中, 不支倒下。不支倒下。 刚刚 度度 问问 题题 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1940年年11月月, , 因桥缺乏足够的刚度，在小风中引因桥缺乏足够的刚度，在小风中引 起共振后就如同一根柔软的面条，最后终于坍塌。起共振后就如同一根柔软的面条，最后终于坍塌。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 刚度问题刚度问题 高刚度的桥面

25、结构高刚度的桥面结构 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 思考：闭口圆环受热内径变大还是变小思考：闭口圆环受热内径变大还是变小? ? introduction 开口圆环呢？开口圆环呢？ 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单

26、击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 (3) Stability 稳定性稳定性 Capacity to r

27、emain the original state in equilibrium of a component or an element 构件在外载作用下，保持其原有平衡状态的的能构件在外载作用下，保持其原有平衡状态的的能 力。力。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 P 2 P 松木直杆松木直杆 mmlmml1000 ,20 21 NP6000 1 相对细长的压杆，失效相对细长的压杆，失效 的原因已经不再是强度的原因已经不再是强度 问题了问题了, ,而是存在另一而是存在另一 失效形式失效形式：压杆失稳压杆失稳 一

28、个小实验一个小实验 压杆不能保持原有的直线平衡状态而发生的破坏。压杆不能保持原有的直线平衡状态而发生的破坏。 loss of stability of compressed column introduction NP30 2 1 P 2 P 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 B Q AB F CB F A C B introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 稳定问题稳定问题 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四

29、级 第五级 磨磨 床床 液液 压压 装装 置置 的的 活活 塞塞 杆杆 P p 稳稳 定定 问问 题题 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 稳定问题稳定问题 Weapon industry 兵器工业兵器工业 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Bridge cutoff accident 断桥事故断桥事故 魁魁北北克桥立面图克桥立面图 上世纪初，享有盛上世纪初，享有盛 誉的美国桥梁学家誉的美国桥梁学家 库柏库柏（Theodore Cooper）

30、在加拿）在加拿 大和美国交界的圣大和美国交界的圣 劳伦斯河上建造劳伦斯河上建造魁魁 北克大桥北克大桥。 Quebec Bridge 魁北克大桥魁北克大桥。 稳定问题稳定问题 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1907年年8月月29日，大桥南端下弦杆发生日，大桥南端下弦杆发生稳定性破坏稳定性破坏 导致整个上部结构倾塌，仅仅导致整个上部结构倾塌，仅仅15秒的时间，正在秒的时间，正在 施工中的魁北克桥坍塌，施工中的魁北克桥坍塌，19000吨钢材和吨钢材和86名建桥名建桥 工人一起落入水中工人一起落入水中 。 坍塌后的魁北克

31、桥坍塌后的魁北克桥 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 重建的大桥在第二年冬天落成重建的大桥在第二年冬天落成, ,可是庆典仪式可是庆典仪式 上上, ,大桥突然再次倒塌大桥突然再次倒塌, ,死上百人死上百人, ,成为上世纪成为上世纪 十大工程惨剧之一十大工程惨剧之一 。 魁魁 北北 克克 大大 桥桥 二二 度度 坍坍 塌塌 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 脚手架中脚手架中 的力学的力学 稳定性问题稳定性问题 2000年年10月月25日上午日上

32、午10时，南时，南 京电视台演播中心演播大厅的京电视台演播中心演播大厅的 屋顶的施工中，由于脚手架失屋顶的施工中，由于脚手架失 稳，造成屋顶模板倒塌，死稳，造成屋顶模板倒塌，死6人，伤人，伤34人。人。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Yingzhou wooden tower is in the Fegong temple of Ying Country Shanxi province .The nine-story wooden tower is the oldest wooden building in ex

33、istence. Because of its reasonable construction, it has experienced 12 6-level earthquake in the past 10 centuries and is still in good conditions now. 稳定性问题稳定性问题 introduction built in 1056 应应 州州 木木 塔塔 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 一个小实验一个小实验: : 如图如图 a 把一张卡片纸竖立在桌上，其把一张卡片纸竖立在桌上，其 自重就可以把它

34、压弯。自重就可以把它压弯。 (a) (b)(c) 思考思考: :树干为什么都是圆形的树干为什么都是圆形的 ？ 若如图若如图 c 所示，把纸片所示，把纸片 卷成圆筒形竖立在桌上卷成圆筒形竖立在桌上 ，则在它的顶部加上小，则在它的顶部加上小 砝码也不把它压弯。砝码也不把它压弯。 introduction 稳定性问题稳定性问题 若如图若如图 b 所示，把纸所示，把纸 片折成角钢形竖立在片折成角钢形竖立在 桌上，其自重就不能桌上，其自重就不能 把它压弯了。把它压弯了。 为为 什什 么么 ？ 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Vehicles and

35、machinery 车辆与机械车辆与机械 There are problems about the strength, rigidity and stability in a bicycle structure too Strength and rigidity 强度强度和和 刚度刚度 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 3. Study methods 研究方法研究方法 好好不好不好 伽利略做木梁弯曲实验的装置伽利略做木梁弯曲实验的装置 不好不好好好 1638 introduction 理论分析理论分析+ +实验研究

36、实验研究 + +工程实际检验工程实际检验 占有占有重要地位重要地位 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 工程中在安放矩形截面木梁时，一般总是将梁竖工程中在安放矩形截面木梁时，一般总是将梁竖 放，使其高度放，使其高度h大于宽度大于宽度b。 承载能力大承载能力大承载能力小承载能力小 introduction b h b h 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 introduction 思考：楼板为什么是空心的思考：楼板为什么是空心的? ? 楼板里的钢筋在什么楼板里的钢筋在什么 位置位置? ? 应怎样

37、放置？应怎样放置？ 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 New tools in the research field of Mechanics 计算机方法计算机方法 - 现代计算技术与计算机应用现代计算技术与计算机应用。 有限元方法有限元方法（ Finite Elements Method） b h introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4. The properties and the fundamental assumption of the solid defor

38、mable bodies. 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设 Continuity: The material of a solid deformable body is continuously distributed over its volume so that there are not any cracks, defects or holes etc. 连续性假设：物质连续性假设：物质密实地充满密实地充满物体所在空间，物体所在空间， 毫无空隙。毫无空隙。 可变形固体可变形固体(the solid deformable bodies): 构件是构件是 由固体材料

39、制成的，固体在外力作用下都会产生变由固体材料制成的，固体在外力作用下都会产生变 形形尺寸改变和形状改变尺寸改变和形状改变，故称为可变形固体。，故称为可变形固体。 材料力学中对变形固体所作的基本假设材料力学中对变形固体所作的基本假设(assumption) : introduction （可用微积分数学工具）（可用微积分数学工具） 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Homogeneity: The material of the solid deformable body is homogeneously distributed over it

40、s volume so that the smallest element cut from the body possesses the same specific mechanical properties as the body. 均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。 Isotropy: The mechanical properties are the same in all directions at a point. Material with this property is called isotropy material.

41、Material that the mechanical properties are different in all directions at a point is called anisotropy material. 各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性 质完全相同。（这样的材料称为质完全相同。（这样的材料称为各向同性材料各向同性材料；沿；沿 各方向的力学性质不同的材料称为各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料各向异性材料。）。） introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第

42、四级 第五级 微观各向异性，宏观各向同性微观各向异性，宏观各向同性 微观不连续均匀微观不连续均匀 ，宏观连续均匀，宏观连续均匀 灰口铸铁的灰口铸铁的 显微组织显微组织 普通钢材的普通钢材的 显微组织显微组织 优质钢材的优质钢材的 显微组织显微组织 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 P A B C Small deformations: The deformations for a solid deformable body caused by external forces are very small compar

43、ed with the dimensions of the body.Thus when we study the equilibrium and motion of the solid deformable body, the deformation of the body may be neglected. 1 2 小变形假设：小变形假设：材料力学所研材料力学所研 究的构件在载荷作用下的变究的构件在载荷作用下的变 形与原始尺寸相比甚小。形与原始尺寸相比甚小。 故对构件进行受力分析故对构件进行受力分析 时可忽略其变形。时可忽略其变形。 原始尺寸原理原始尺寸原理 列平衡方程时，仍用支列平衡方程

44、时，仍用支 架变形前的形状和尺寸。架变形前的形状和尺寸。 A A P P A AC F AB F introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 BA C P P A B C P C The tangent of the arc line can be instead of the arc line. 以切代弧。以切代弧。 introduction Approximate method to plot the diagram of deformation. 变形图近似画法变形图近似画法 A C AC F BC F P A AC F

45、 AB F 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 F 2 F 3 F n F 1 F 3 F 2 F n F 5. Internal force, Method of section 内力内力 截面法截面法 (1) Internal force 内力内力 Internal force is the resultant of internal forces, which is acting mutually between two neighbour parts inside the body, caused by the external f

46、orces. 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间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）。分布内力系的合成（附加内力）。 introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1 F 2 F (2) Method of section 截面法截面法 Calculation of the internal forces is the foundation to analyze the problems of strength、rigidity、 stability etc. The general me

47、thod to determine internal forces is the method of section. 内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问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。题的基础。求内力的一般方法是截面法。 1 F 3 F 2 F n F 1 F 2 F R F O x y z M introduction 单击此处编辑母版标题样 式 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 Basic steps of the method of section: 截面法的基本步骤截面法的基本步骤 Cut off:Ass

48、ume to separate the component into two distinct parts in the section in which the internal forces are to be determined. 截开：截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将构件在所求内力的截面处，假想地用截面将构件 一分为二。一分为二。 Substitute: Take arbitrary part and substitute the action of another part on it by the corresponding internal force in the cut-off section. 代替：代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用， 用作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。用作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。 introduct