北大材料力学课件ch0材力绪论.pptx

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1、北大材料力学课件ch0材力绪论CATALOGUE目录材料力学的定义与重要性材料力学的基本假设与基本概念材料力学的研究内容与任务材料力学的发展历程与展望材料力学的基本研究方法材料力学中的基本物理量与单位制材料力学的定义与重要性01材料力学是研究材料在各种力和力矩作用下的应力和应变行为的科学。它主要关注材料在承受载荷时的行为，包括强度、刚度、稳定性以及疲劳等。材料力学是工程学科中非常重要的基础学科，广泛应用于建筑、机械、航空航天、交通运输等领域。定义03材料力学有助于优化设计，降低成本，提高产品的性能和市场竞争力。01材料力学为工程设计和产品开发提供了理论基础和设计准则，确保了工程结构的可靠性和安

2、全性。02通过材料力学的研究，可以深入了解材料的性能和行为，为新材料的研发和应用提供指导。重要性010203材料力学与物理学、化学等基础学科有着密切的联系，它们共同为材料科学的发展提供了支撑。材料力学与机械工程、土木工程、航空航天工程等工程学科密切相关，是这些学科的基础课程之一。材料力学与实验力学、计算力学等学科相互渗透，推动了力学领域的发展和进步。材料力学与其他学科的关系材料力学的基本假设与基本概念02连续性假设是指材料在宏观上可以被视为连续介质，即物质点之间没有空隙。总结词在材料力学中，连续性假设是基本假设之一。它认为材料是由无数的物质点构成的，这些物质点之间没有空隙，因此材料可以被视为连

3、续介质。这一假设使得我们可以通过连续函数的数学工具来描述材料的属性和行为。详细描述连续性假设均匀性假设是指材料在各个部分具有相同的性质，没有异质性。总结词均匀性假设是材料力学中的另一个基本假设。它认为材料在其内部各个部分都具有相同的性质，没有异质性。这意味着材料的物理和机械性质在各个方向上都是恒定的。这一假设使得我们可以在材料的任意选定区域内进行实验和研究，并应用所得结果到其他区域。详细描述均匀性假设总结词各向同性假设是指材料在各个方向上具有相同的性质。详细描述各向同性假设是材料力学中的另一个基本假设。它认为材料在各个方向上具有相同的性质，即在不同方向上材料的物理和机械性质不会发生变化。这一假

4、设使得我们可以在任何方向上对材料进行实验和研究，并应用所得结果到其他方向。各向同性假设总结词小变形假设是指材料在受力后产生的变形较小，可以忽略不计。详细描述小变形假设是材料力学中的另一个基本假设。它认为在分析材料受力后的行为时，由于产生的变形较小，可以忽略不计。这一假设使得我们可以用静力学的方法来研究材料的变形和应力分布，而不需要考虑动力学效应。小变形假设材料力学的研究内容与任务03材料的本构关系研究材料在不同应力状态下的应力-应变关系，建立材料的本构方程，为分析结构的力学行为提供基础。结构的稳定性与屈曲研究结构在各种载荷作用下的稳定性，以及结构的屈曲和失稳现象，为工程结构的安全性和稳定性提供

5、保障。材料的基本力学性能研究材料在力作用下的变形、断裂、疲劳等行为，以及材料的强度、刚度、稳定性等基本力学性能指标。研究内容建立材料的力学模型根据材料的性质和结构的特点，建立合适的力学模型，为分析结构的力学行为提供基础。分析结构的力学行为根据建立的力学模型，运用材料力学的理论和方法，分析结构的受力、变形、稳定性等力学行为。优化设计根据分析结果，优化结构设计，提高结构的性能和安全性，降低工程成本。研究任务桥梁和建筑结构材料力学在桥梁和建筑结构的设计、施工和安全性评估中发挥着重要作用，确保结构的安全性和稳定性。航空航天工程在航空航天工程中，材料力学用于研究飞行器的结构强度、刚度和稳定性，保证飞行器

6、的安全性能。机械工程在机械工程中，材料力学用于研究机器部件的强度、疲劳寿命和稳定性，提高机器的性能和可靠性。材料力学在工程中的应用材料力学的发展历程与展望04经典材料力学18世纪到20世纪初，材料力学成为一门独立的学科，主要研究材料的力学性能和结构稳定性。现代材料力学随着科技的发展，材料力学不断拓展研究领域，涉及到复合材料、智能材料等新型材料的力学性能。古代材料力学古代人类在建筑、桥梁和工具制造中积累了丰富的材料力学知识。发展历程高性能材料的力学行为01研究新型高性能材料的力学性能、失效机制和优化设计。跨尺度材料力学02从微观到宏观多尺度研究材料的力学行为和性能。材料与结构的健康监测与寿命预测

7、03利用无损检测技术对材料和结构进行实时监测，预测其寿命和维护。当前研究热点探索新型功能材料、智能材料等在力学性能方面的应用前景。新材料与新技术的研发与物理学、化学、生物学等学科交叉融合，拓展材料力学的研究领域和应用范围。跨学科融合发展研究环保、节能、可循环利用的材料，促进可持续发展目标的实现。绿色可持续发展未来展望材料力学的基本研究方法05根据研究目的和问题，设计合理的实验方案，包括选择合适的材料、确定实验条件和操作步骤等。实验设计通过各种测量仪器和设备，采集实验过程中的数据，如应力、应变、位移等。数据采集对采集的数据进行整理、分析和处理，提取有用的信息，并得出实验结论。结果分析实验研究建立

8、数学模型根据物理原理和实际需求，建立描述材料行为的数学模型，如弹性力学模型、塑性力学模型等。求解方程利用数学方法和计算技术，求解建立的数学模型中的方程，得到材料的应力、应变等参数。结果验证将求解得到的理论结果与实验结果进行比较，验证理论的正确性和可靠性。理论分析030201建立数值模型利用计算机技术和数值计算方法，建立描述材料行为的数值模型，如有限元方法、有限差分方法等。进行数值计算利用高性能计算机和数值计算软件，进行大规模的数值计算，得到材料的应力、应变等参数。结果分析对数值计算结果进行后处理和分析，提取有用的信息，并得出结论。数值模拟材料力学中的基本物理量与单位制06加速度（a）表示速度变

9、化的快慢程度，单位为米/秒（m/s）。速度（v）表示物体运动的快慢程度，单位为米/秒（m/s）。位移（r）表示物体位置的变化，单位为米（m）。力（F）表示物体之间的相互作用，单位为牛顿（N）。力矩（M）表示力对物体转动效应的量，单位为牛顿米（Nm）。基本物理量单位制与量纲分析国际单位制（SI）是目前国际上通用的计量单位制，包括七个基本单位，分别为长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度。量纲分析通过量纲分析可以确定物理量的单位之间的关系，有助于理解物理量的本质和相互关系。导出单位基于基本单位通过数学运算推导出的单位，例如速度的单位米/秒（m/s）可以由长度和时间的单位相除得出。自然单位制是一种特殊的单位制，其中某些物理量的单位基于自然界的常数，例如光速和普朗克常数。THANK YOU感谢观看