材料力学第一章绪论课件.ppt

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1、材料力学Mechanics of Materials材料力学主要研究杆件的强度、刚度和材料力学主要研究杆件的强度、刚度和稳定性等问题，以理论分析为基础，培养学稳定性等问题，以理论分析为基础，培养学生将工程实际问题提炼成力学问题（即力学生将工程实际问题提炼成力学问题（即力学建模），从而进行求解的能力以及实验技能，建模），从而进行求解的能力以及实验技能，发挥其他课程不可替代的综合素质教育作用，发挥其他课程不可替代的综合素质教育作用，为后续课程的学习打下坚实的基础。为后续课程的学习打下坚实的基础。材料力学研究什么？5/30/2023材料力学Mechanics of Materials5/30/202

2、3材料力学Mechanics of Materials5/30/2023材料力学Mechanics of Materialsroller5/30/2023材料力学Mechanics of Materials5/30/2023材料力学Mechanics of Materials理论力学材料力学研究物体机械运动一般规律的科学刚体研究构件承载能力的一门科学变形固体5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务1-2 变形固体的基本假设1-3 外力及其分类1-4 内力、截面法和应力的概念1-5 变形与应变1-6 杆件变形的基本形式5/30/2023材料力学 第一章 绪论工程结构或机械的

3、各组成部分统称为构件1-1 材料力学的任务5/30/2023材料力学 第一章 绪论工程结构或机械结构实例：5/30/2023材料力学 第一章 绪论工程结构或机械结构实例：5/30/2023材料力学 第一章 绪论工程结构或机械结构实例：5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求.具有足够的强度规定荷载作用下不应破坏。FFaFF钢 筋b5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务 美国的T acoma老桥于1940年1 1月7日因风力引起的振动而产生断裂强度问题：5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务强度

4、问题：垮塌后的彩虹桥 1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成：40 40人死亡；人死亡；14 14人受伤；人受伤；直接经济损失 直接经济损失631 631万元。万元。5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求.具有足够的刚度荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。荷载未作用时荷载去除后荷载作用下F5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务弹性变形：5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务刚度问题：5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务刚度问题：5/30/202

5、3材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务对构件在荷载作用下正常工作的要求.满足稳定性要求荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务稳定性问题：5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-1 材料力学的任务稳定性问题：5/30/2023材料力学 在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。第一章 绪论材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题5/30/2023材料力学 第一章 绪论对可变形固体的基本假设：1-2 变形固体的基本假设.连续性假设物

6、质不留空隙地充满了整个固体。（可用微积分数学工具，力学量是坐标连续函数。）.均匀性假设固体内各点处材料的力学性能相同。（晶粒在统计意义上是平均的）。.各向同性假设固体内各点沿各方向的力学性质完全相同。（这样的材料称为各向同性材料；沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料。）5/30/2023材料力学 第一章 绪论 外力按作用方式分：体积力：重力、惯性力；表面力：水压力、面接触的力；1-3 外力及其分类5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-3 外力及其分类钢筋混凝土结构的自重是主要载荷5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-3 外力及其分类水闸的水压力是表面力，为分布载荷5/30/

7、2023材料力学 第一章 绪论 外力按分布面积分：分布力：体积力、表面力；集中力：火车车轮对钢轨、支座等。1-3 外力及其分类5/30/2023材料力学 第一章 绪论 外力按随时间变化分：静载荷：自重，变化相对较慢；动载荷：交变载荷、冲击；1-3 外力及其分类5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念内力：受外力作用引起的相互作用；材料力学中的内力：物体内部各部分之间因外力而引起的附加相互作用力，即“附加内力”；内力随外力的增加而加大，随外力的撤除而消失。5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念主矢主矩xyzFNTFsyFszMyM

8、z内力：轴向分量:力：轴力 FN力矩：扭矩T横向分量:力：剪力 Fsy、FSZ 力矩：弯矩 My、Mz5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念截面法的求解步骤：截开代替 平衡5/30/2023材料力学1-4 内力、截面法和应力的概念例1-4-1：在载荷F 作用下的悬臂梁如图所示，试确定截面m m 上的内力。第一章 绪论FSMF FF Fa amm5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念例1-4-2：钻床如图所示，在载荷P 作用下，试确定截面m m 上的内力。5/30/2023材料力学 第一章 绪论POFNM5/30/2023材料力

9、学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念应力：内力系在某点的内力集度，反映内力系在该点的强弱。FN AC5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-4 内力、截面法和应力的概念应力p可分解：正应力；切应力。p应力单位：牛/米2（N/m2），称为帕斯卡或简称帕（Pa）。通常使用的是兆帕，即MPa（1MPa=106Pa)5/30/2023材料力学 第一章 绪论1-5 变形和应变xyMM xMLNML Nx+s5/30/2023材料力学 第一章 绪论线应变与角应变xMLNML Nx+s5/30/2023材料力学例1-5-1:求ab边的平均应变和ab、ad 两边夹角的变化250200adcba

10、0.025g第一章 绪论5/30/2023材料力学 第一章 绪论250200adcba0.025g5/30/2023材料力学小变形假设ABCF12 远小于构件的最小尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算，以保证问题在几何上是线性的。这样，计算得到了很大的简化。第一章 绪论5/30/2023材料力学 P第一章 绪论 FN1 FN 2P5/30/2023材料力学1-6 杆件变形的基本形式构件的分类：杆件、板壳*、块体*杆件：直杆：折杆：曲杆：等截面直杆、变截面直杆等截面折杆、变截面折杆*等截面曲杆、变截面曲杆*第一章 绪论 第一章 绪论5/30/2023材料力学杆件纵向尺寸（长度

11、）远比横向尺寸大得多的构件。直杆轴线为直线的杆曲杆轴线为曲线的杆等截面直杆横截面的形状和大小不变的直杆第一章 绪论1-6 杆件变形的基本形式5/30/2023材料力学板和壳：构件一个方向的尺寸（厚度）远小于其它两个方向的尺寸。块件：三个方向（长、宽、高）的尺寸相差不多的构件 第一章 绪论1-6 杆件变形的基本形式5/30/2023材料力学 第一章 绪论1、拉伸或压缩实例5/30/2023材料力学1、轴向拉伸或压缩 受力特征 变形特征第一章 绪论5/30/2023材料力学2、剪切实例第一章 绪论5/30/2023材料力学2、剪切第一章 绪论 受力特征 变形特征5/30/2023材料力学3、扭转实例第一章 绪论5/30/2023材料力学3、扭转第一章 绪论 受力特征 变形特征5/30/2023材料力学4、弯曲实例第一章 绪论5/30/2023材料力学4、弯曲第一章 绪论 受力特征 变形特征5/30/2023材料力学Any question?第一章 绪论5/30/2023材料力学刚体静力学中关于平衡的理论和方法能否应用于材料力学？上述两种情形下对弹性杆的平衡和变形将会产生什么影响？第一章 绪论5/30/2023材料力学祝大家学习愉快!第一章 绪论5/30/2023