2.-材料力学绪论-课件.ppt

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1、材材 料料 力力 学学Friday,May 26,2023n n 20 20世纪以前世纪以前,在力学知识的积累、应用在力学知识的积累、应用 和完善的基础上，逐渐形成和发展起来和完善的基础上，逐渐形成和发展起来的蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、舰船、的蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、舰船、兵器等大型工业推动了近代科学技术和兵器等大型工业推动了近代科学技术和社会的进步。社会的进步。绪绪 论论 最早的蒸汽机车最早的蒸汽机车n 20 20世纪中，一些高科技世纪中，一些高科技及其在各工业领域的应用及其在各工业领域的应用与力学特别是工程力学密与力学特别是工程力学密不可分。不可分。桥面结构桥面结构桥面结构桥面结构立

2、柱与缆索立柱与缆索立柱与缆索立柱与缆索桥墩桥墩黄浦江上的扬浦大桥黄浦江上的扬浦大桥桥面结构桥面结构澳澳 门门 桥桥(连接珠海和澳连接珠海和澳 门门)H H高速列车高速列车H H大型水利工程设施大型水利工程设施长江三峡工程长江三峡工程强强 度：度：刚刚 度：度：稳定性：稳定性：*承载能力承载能力：构件承受荷载的能力。构件承受荷载的能力。几个方面来考虑：几个方面来考虑：几个方面来考虑：几个方面来考虑：构件具有足够的抵抗破坏的能力。构件具有足够的抵抗破坏的能力。构件具有足够的抵抗变形的能力。构件具有足够的抵抗变形的能力。对细长受压杆件，能保持原有的对细长受压杆件，能保持原有的直线平衡状态。直线平衡状

3、态。失效失效由于材料的力学行为而使构件丧失由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能（正常功能（承载能力）承载能力）的现象的现象.强度强度不因发生断裂或塑性变形而失效；不因发生断裂或塑性变形而失效；刚度刚度不因发生过大的弹性变形而失效；不因发生过大的弹性变形而失效；稳定性稳定性不因发生因平衡形式的突然转变而失效。不因发生因平衡形式的突然转变而失效。强度失效强度失效强强度度失失效效稳定失效稳定失效1983年年10月月4日，高日，高54.2m、长、长17.25m、总重总重565.4kN大型脚手架失稳坍塌，大型脚手架失稳坍塌，5人死亡、人死亡、7人受伤人受伤。横杆之间的距离太大横杆之间的距离太大横杆之间

4、的距离太大横杆之间的距离太大 2.2m 2.2m规定值规定值规定值规定值1.7m;1.7m;地面未夯实，局部杆受力大；地面未夯实，局部杆受力大；地面未夯实，局部杆受力大；地面未夯实，局部杆受力大；与墙体连接点太少；与墙体连接点太少；与墙体连接点太少；与墙体连接点太少；安全因数太低：安全因数太低：安全因数太低：安全因数太低：1.11-1.751.11-1.75规定值规定值规定值规定值3.03.0。稳定失效稳定失效稳稳定定问问题题 疲劳失效疲劳失效 由于由于交变应力交变应力的作用的作用,初始裂纹不断扩展而引起初始裂纹不断扩展而引起的脆性断裂的脆性断裂.松弛失效松弛失效在一定的温度下在一定的温度下,

5、应变保持不变应变保持不变,应力随着时间增加应力随着时间增加而降低而降低,从而导致构件失效从而导致构件失效.第二节第二节 变形固体的基本假设变形固体的基本假设 机械或结构中的各种构件，都是由各种机械或结构中的各种构件，都是由各种材料制成的，由这些材料组成的固体，在外力材料制成的，由这些材料组成的固体，在外力作用下，都会发生形状及尺寸的改变，即变形。作用下，都会发生形状及尺寸的改变，即变形。变变 形形弹性变形弹性变形塑性变形塑性变形 材料力学是在材料力学是在弹性范围弹性范围内内研究构件的研究构件的承载能力。承载能力。弹弹性性体体受受力力后后，由由于于变变形形，其其内内部部各各点点均均会会 发生相对

6、位移，因而产生相互作用力。发生相对位移，因而产生相互作用力。F1FnF3F22.2.内力：内力：1.1.外力：外力：周围物体对所研究的构件施加的作用力周围物体对所研究的构件施加的作用力第三节第三节 外力、内力、应力的概念外力、内力、应力的概念_弹性体内力的特征弹性体内力的特征:(1)(1)连续分布力系连续分布力系 (2)(2)与与外外力力组组成成平平衡衡力力系系(特特殊殊情情形形下下内内力力 本身形成自相平衡力系本身形成自相平衡力系)F1FnF3F2（1）.内力主矢与内力主矩内力主矢与内力主矩F1FRF3MF1FnF3F2（2）.内力分量内力分量 在在确确定定的的坐坐标标系系中中,轴轴力力、剪

7、剪力力、扭扭矩矩、弯弯矩矩及及其其可可能能产产生生的变形效应。的变形效应。FRFNFQMMBMx3.3.应力应力内力在一点的分布集度内力在一点的分布集度应力应力:单位面积上的内力单位面积上的内力位于截面内的应力称为位于截面内的应力称为“剪应力剪应力”垂直于截面的应力称为垂直于截面的应力称为“正应力正应力”lims s=FND DD DAD DA A0 lim t t=FQD DAD DD D A0yxzP1 P2AD DFRFQyFQzFNxyzPPxxyxzdA 一般情形下，应力与相应内力分量一般情形下，应力与相应内力分量关系如下：关系如下：MyMzFN第四节第四节 杆的基本变形杆的基本变形1 1 杆：杆：直杆直杆、曲杆；、曲杆；等截面杆等截面杆、变截面杆、变截面杆2 2 杆的基本变形及组合变形杆的基本变形及组合变形FFFF