材料力学的基本概念1.ppt

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1、第二篇第二篇变形体静力学变形体静力学#材料力学的任务材料力学的任务#材料力学研究的对象材料力学研究的对象#杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式#外力和内力外力和内力前前 言言1 1、材料力学的任务、材料力学的任务 在生产实际中，各种机械和工程在生产实际中，各种机械和工程结构得到广泛应用。组成机械的零结构得到广泛应用。组成机械的零件和结构的元件，统称为件和结构的元件，统称为构件构件。举两个例子举两个例子 简易压力机横梁、连杆受力可能破坏简易压力机横梁、连杆受力可能破坏横梁横梁轴销轴销活塞杆活塞杆气缸气缸连杆连杆上平台上平台工件工件下平台下平台变速器传动轴受力变形、工作失稳变速器传动轴受力变形、工

2、作失稳齿轮齿轮传动轴传动轴对构件设计的要求对构件设计的要求 构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的能力），以保证在规定的使用条件下不能力），以保证在规定的使用条件下不致发生破坏。致发生破坏。构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的能力），以保证在规定的使用条件下不能力），以保证在规定的使用条件下不产生过分的变形。产生过分的变形。构件应具备足够的稳定性（即维持其原构件应具备足够的稳定性（即维持其原有平衡形式的能力），以保证在规定的有平衡形式的能力），以保证在规定的使用条件下不产生失稳现象。使用条件下不产生失稳现象。材料力学的任务材料力学的

3、任务 由上述三项构件安全工作的基本要求可由上述三项构件安全工作的基本要求可以看出：如何合理的选用材料（既安全又经以看出：如何合理的选用材料（既安全又经济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺寸，便成为构件设计中十分重要的问题。寸，便成为构件设计中十分重要的问题。材料力学的主要任务是：研究构件在外材料力学的主要任务是：研究构件在外力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。的基本理论和方法。2、材料力学研究的对象材料力学研究的对象 材料

4、力学主要研究材料力学主要研究杆件杆件横向尺寸远小于纵向尺横向尺寸远小于纵向尺寸的构件寸的构件横截面横截面轴线轴线截面形心截面形心3 3、杆件变形的基本形式、杆件变形的基本形式#轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩#剪切与挤压剪切与挤压#扭转扭转#弯曲弯曲（1）轴向拉伸和压缩）轴向拉伸和压缩拉伸拉伸变细变长变细变长压缩压缩变短变粗变短变粗拉力与压力都是沿杆的轴线方向拉力与压力都是沿杆的轴线方向（2）剪切和挤压）剪切和挤压剪切变形剪切变形挤压变形挤压变形剪切变形剪切变形（3）扭转）扭转MeMeg gj j（4）弯曲）弯曲MeMe4 4、外力、内力与应力、外力、内力与应力外力是指由其他物体施加的力或外力是指

5、由其他物体施加的力或由物体本身的质量引起的力由物体本身的质量引起的力内力是指在外力作用下物体内各内力是指在外力作用下物体内各个部分之间的作用力个部分之间的作用力外力的正负号取决于所建立的外力的正负号取决于所建立的坐标系，与坐标轴同向为正反坐标系，与坐标轴同向为正反向为负。向为负。内力的正负号根据规定，不同内力的正负号根据规定，不同变形的内力有不同的规定。变形的内力有不同的规定。应力是内力分布的集度，可以理解为是单应力是内力分布的集度，可以理解为是单位面积的内力位面积的内力正应力正应力垂直于截面的应力垂直于截面的应力剪应力剪应力平行于截面的应力平行于截面的应力s s0s s0t t0正负号规定：正负号规定：正应力正应力 拉为正，压为负。拉为正，压为负。剪应力剪应力 顺时针为正，逆时针为负顺时针为正，逆时针为负 5、变形固体及其基本假设、变形固体及其基本假设在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体，而构件一般均由固体材料制成，所以构件一般都是变形固体。由于变形固体种类繁多，工程材料中有金属与合金，工业陶瓷，聚合物等，性质是多方面的，而且很复杂，因此在材料力学中通常省略一些次要因素，对其作下列假设：1）连续性假设：认为整个物体所占空间内到处无空隙地充满物质。2）均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同。3）各向同性假设:认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。