第一章緒論第二章受軸向拉伸(講稿)材料力學(xué)教案(顧志榮)_百

1、HEWLETT-PACKARD COMPANY AND SUBSIDIARIES SEGMENT INFORMATION (Unaudited (In millions Six months ended April 30, 2011 2010 Net revenue: (a Services $ 17,584 $ 17,632 Enterprise Servers, Storage and Networking 11,190 9,447 HP Software 1,461 1,316 HP Enterprise Business 30,235 28,395 Personal Systems G

2、roup 19,864 20,540 Imaging and Printing Group 13,375 12,602 HP Financial Services 1,712 1,474 Corporate Investments 150 126 Total Segments 65,336 63,137 Eliminations of intersegment net revenue and other (1,402 (1,111 Total HP Consolidated Net Revenue $ 63,934 $ 62,026 Earnings from operations: (a S

3、ervices $ 2,736 $ 2,780 Enterprise Servers, Storage and Networking 1,594 1,231 HP Software 277 339 HP Enterprise Business 4,607 4,350 Personal Systems Group 1,205 995 Imaging and Printing Group 2,273 2,152 HP Financial Services 162 136 Corporate Investments (381 (121 Total Segments 7,866 7,512 Corpo

4、rate and unallocated costs and eliminations (4 (200 Unallocated costs related to stock-based compensation expense (296 (348 Amortization of purchased intangible assets (838 (677 Restructuring charges (316 (311 Acquisition-related charges (50 (115 Interest and other, net (173 (290 Total HP Consolidat

5、ed Earnings Before Taxes $ 6,189 $ 5,571 (a Certain fiscal 2011 organizational reclassifications have been reflected retroactively to provide improved visibility and comparability. For each of the quarters in fiscal year 2010, the reclassifications resulted in the transfer of revenue and operating p

6、rofit among the Enterprise Servers, Storage and Networking, Services, HP Software and Corporate Investments financial reporting segments. Reclassifications between segments included the transfer of the networking business from Corporate Investments to Enterprise Servers, Storage and Networking, the

7、transfer of the communications and media solutions business from HP Software to Services, and the transfer of the business intelligence business from HP Software to Corporate Investments. There was no impact on the previously reported financial results for the Personal Systems Group, HP Financial Se

8、rvices and Imaging and Printing Group segments. 通過寶瓏網(wǎng)的珠寶定制服務(wù)，獅子可以隨心所欲地用在你所希望的飾品中。寶瓏網(wǎng)HEWLETT-PACKARD COMPANY AND SUBSIDIARIES SEGMENT / BUSINESS UNIT INFORMATION (Unaudited (In millions Three months ended Growth rate (% April 30,2011 January 31,2011 April 30,2010 Q/Q Y/Y Net revenue: (a Infrastructur

9、e Technology Outsourcing $ 3,783 $ 3,636 $ 3,724 4 % 2 % Technology Services 2,713 2,602 2,652 4 % 2 % Application Services 1,724 1,632 1,684 6 % 2 % Business Process Outsourcing 673 658 716 2 % (6 % Other 84 79 66 6 % 27 % Services 8,977 8,607 8,842 4 % 2 % Industry Standard Servers 3,387 3,448 3,0

10、56 (2 % 11 % Storage 980 1,012 948 (3 % 3 % Business Critical Systems 546 555 538 (2 % 1 % HP Networking (b 643 619 295 4 % 118 % Enterprise Servers, Storage and Networking 5,556 5,634 4,837 (1 % 15 % HP Software (c 764 697 653 10 % 17 % HP Enterprise Business 15,297 讀懂中國首飾上的吉祥寓意獅子14,938 寶瓏網(wǎng)鉑金鑲彩色寶石吊

11、墜% 7 % 獅子造型宏偉，有巨大的威懾力，形態(tài)生動，有著神圣、尊嚴(yán)、神秘、吉祥的寓意，成為富有鮮明中國特色的動物形象而廣泛流傳。Notebooks 獅子的藝術(shù)形象往往是：巨大的頭、豐厚卷曲的三鬃毛，圓瞪的雙目，張牙舞爪，兇悍異常地威視著前方，成為權(quán)力的象征，寓藏著勇敢和力量。認(rèn)為有“驅(qū)邪鎮(zhèn)妖之功，消災(zāi)除害之力”，可以鎮(zhèn)宅、護(hù)身。此外，又有獅子滾繡球寓意“好事在后頭”；獅子配綬帶寓意“喜事連連”等，成為喜樂、歡騰、富有生命力的象征。讀懂中國首飾上的吉祥寓意喜鵲5,527 (13 % % 鑲彩色寶石喜鵲吊墜Desktops 喜鵲是情侶對戒、婚慶首飾、送禮賀喜等珠寶定制中，經(jīng)常被使用的一個元素，在

12、中國很受歡迎。寶瓏3,641 3,896 寶瓏網(wǎng)的喜鵲，不僅造型優(yōu)美，寓意優(yōu)美，并且，其中的彩色寶石都可以更換成佩戴者的生辰石、星座幸運(yùn)石等，給人帶去更多的喜慶、吉祥的呵護(hù)。(7 % (4 % Workstations 541 535 423 1 % 28 % Other 194 210 209 (8 % (7 % Personal Systems Group (d 9,415 10,449 9,956 (10 % (5 % Supplies 4,612 4,358 4,331 6 % 6 % Commercial Hardware 1,438 1,464 1,348 (2 % 7 % Con

13、sumer Hardware 695 808 717 (14 % (3 % Imaging and Printing Group 6,745 6,630 6,396 2 % 5 % HP Financial Services 885 827 755 7 % 17 % Corporate Investments 72 78 66 (8 % 9 % Total Segments 32,414 32,922 31,505 (2 % 3 % Eliminations of intersegment net revenue and other (782 (620 (656 26 % 19 % Total

14、 HP Consolidated Net Revenue $ 31,632 $ 32,302 $ 30,849 (2 % 3 % (a Certain fiscal 2011 organizational reclassifications have been reflected retroactively to provide improved visibility and comparability. For each of the quarters in fiscal year 2010, the reclassifications resulted in the transfer of

15、 revenue among the Enterprise Servers, Storage and Networking, Services, HP Software and Corporate Investments financial reporting segments. Reclassifications between segments included the transfer of the networking business from Corporate Investments to Enterprise Servers, Storage and Networking, t

16、he transfer of the communications and media solutions business from HP Software to Services, and the transfer of the business intelligence business from HP Software to Corporate Investments. In addition, revenue was transferred among the business units within the Services and Personal Systems Group

17、segments. There was no impact on the previously reported financial results for the HP Financial Services and Imaging and Printing Group segments or for the business units within the Imaging and Printing Group segment. (b The networking business was added to the Enterprise Servers, Storage and Networ

18、king segment in fiscal 2011. (c The Business Technology Optimization and Other Software business units were consolidated into a single business unit within the HP Software segment in fiscal 2011. (d The Handhelds business unit, which includes devices that run on Windows Mobile software, was reclassi

19、fied into the Other business unit within the Personal Systems Group in fiscal 2011. 一、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容 了解材料力學(xué)的任務(wù)和研究內(nèi)容； (2 了解變形固體的基本假設(shè)；(3 19,864 5、桿件變形的基本形式一、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容1、教學(xué)目標(biāo) 掌握軸向拉伸與壓縮基本概念；了解低碳鋼和鑄鐵，作為兩種典型的材料，在拉伸和壓縮試驗時的性質(zhì)。了解塑性材料和脆性材料的區(qū)別。 (6建立許用應(yīng)力、安全系數(shù)和強(qiáng)度條件的概念，會進(jìn)行軸向拉壓情況下構(gòu)件的強(qiáng)度計算。(7了解靜不定問題的定義，判斷方法，掌握求解靜不定問題的三類方程

20、（條件）：平衡方程，變形協(xié)調(diào)條件和胡克定律，會求解簡單的拉壓靜不定問題。2、教學(xué)內(nèi)容(1 軸向拉伸與壓縮的概念和工程實例；(2 (3二、重點難點 重點：教學(xué)內(nèi)容中的（1）（5）材料力學(xué)研究的內(nèi)力 附加內(nèi)力 2、求內(nèi)力的方法截面法=F P 若取右段作為研究對象，結(jié)果一樣。（2） 截面法的步驟：軸力圖應(yīng)畫在受力圖的對應(yīng)位置，F(xiàn)N與截面位置一一對應(yīng)。（3） 國際代號為Pa，1Pa=1N/M2常用單位：MPa (即：假設(shè)原為平面的橫截面在變形后仍為垂直于軸線的平面。（ 1 ） 觀察變形 平面假設(shè) 即：縱向伸長相同，由連續(xù)均勻假設(shè)可知，內(nèi)力均勻分布在橫截面上A桿件橫截面面積。（4） 橫截面上正應(yīng)力計算公

21、式（上述結(jié)論，除端點附近外，對直桿其他截面都適用。申維南（Saint Venant（5）正應(yīng)力（法向應(yīng)力）符號規(guī)定：拉應(yīng)力為正；壓應(yīng)力為負(fù)。例題 2-2 已知例題2-1（1）觀察變形 相對平移 cos = sin2 （ 2-3 ） 即：通過受力物體內(nèi)一點處所作的互相垂直的兩截面上，垂直于兩截面交線的剪應(yīng)力在數(shù)值上必相等，而方向均指向交線或背離交線。這個規(guī)律就稱為剪應(yīng)力互等定律。（6） 剪應(yīng)力（切向應(yīng)力）符號規(guī)定：427 (Unaudited 14.9 % 0.0 pts tdp HEWLETT-PACKARD COMPANY AND SUBSIDIARIES SEGMENT / BUSINES

22、S UNIT INFORMATION (Unaudited (In millions Six months ended April 30, 2011 2010 Net revenue: (a Infrastructure Technology Outsourcing $ 7,419 $ 7,399 Technology Services 5,315 5,283 Application Services 3,356 3,365 Business Process Outsourcing 1,331 1,450 Other 163 135 Services 17,584 17,632 Industr

23、y Standard Servers 6,835 6,002 Storage 1,992 1,837 Business Critical Systems 1,101 1,094 HP Networking (b 1,262 514 Enterprise Servers, Storage and Networking 11,190 9,447 HP Software (c 1,461 1,316 HP Enterprise Business 30,235 28,395 Notebooks span10,847 11,665 Desktops 7,537 7,650 Workstations 1,

24、076 798 Other 404 2、教學(xué)內(nèi)容(1 構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性概念，安全性和經(jīng)濟(jì)性，材料力學(xué)的任務(wù)；(2變形固體的連續(xù)性、均勻性和各向同性假設(shè)，材料的彈性假設(shè)，小變形假設(shè)；(3構(gòu)件的形式，桿的概念，桿件變形的基本形式;截面法，應(yīng)力和應(yīng)變。二、重點8,412 講解，用多媒體顯示工程圖片資料，提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，討論。2,902 2,639 Consumer Hardware 強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力；剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力；1,551 Imaging and Printing Group 各向同性假設(shè)：材料性質(zhì)在各個方向都是相同的。彈性假設(shè)：材料在彈性范圍內(nèi)工作。所謂彈性，

25、是指作用在構(gòu)件上的荷載撤消后，構(gòu)件的變形全部小時的這種性質(zhì)；小變形假設(shè)：構(gòu)件的變形與構(gòu)件尺寸相比非常小。4、構(gòu)件分類各種基本變形的定義、特征。幾種基本變形的組合。6、截面法，應(yīng)力和應(yīng)變截面法的定義和用法；為什么要引入應(yīng)力，應(yīng)力的定義，正應(yīng)力，切應(yīng)力；為什么要引入應(yīng)變，應(yīng)變的定義，正應(yīng)變，切應(yīng)變。第二章 Total Segments 及內(nèi)力圖的繪制；65,336 的概念，能熟練地計算軸向拉壓情況下桿的變形；(4 許用應(yīng)力、安全系數(shù)和強(qiáng)度條件，剛度條件；(6 應(yīng)力集中的概念；(7 材料在拉伸和壓縮時的力學(xué)性能；(8 塑性材料和脆性材料性質(zhì)的比較；$ 62,026 難點：拉壓靜不定問題中的變形協(xié)調(diào)條

26、件。通過講解原理，多舉例題，把變形協(xié)調(diào)條件的形式進(jìn)行歸類來解決。講解靜定與靜不定問題的判斷方法。三、教學(xué)方式(a 8學(xué)時五、實施學(xué)時六、講課提綱、 受軸向拉伸（壓縮）時桿件的強(qiáng)度計算一、 軸向拉（壓）桿橫截面上的內(nèi)力(c （1）(d The Handhelds business unit, which includes devices that run on Windows Mobile software, was reclassified into the Other business unit within the Personal Systems Group in fiscal 2011

27、. 圖2-1 截面法求內(nèi)力根據(jù)左段的平衡條件可得：FX=0 FN-FP(In millions （3） 運(yùn)用截面法時應(yīng)注意的問題：力的可移性原理在這里不適用。圖2-2 不允許使用力的可移性原理3、軸向內(nèi)力及其符號規(guī)定（1）軸向拉（壓）桿橫截面上的內(nèi)力軸向內(nèi)力，軸向內(nèi)力FN的作用線與桿件軸線重合，即FN是垂直于橫截面并通過形心的內(nèi)力，因而稱為軸向內(nèi)力，簡稱Three months（2）軸力的單位：（牛頓）、KN（千牛頓）（軸向拉力（軸力方向背離截面）為正；April 30,2011 （1） 桿內(nèi)的軸力與桿截面位置關(guān)系的圖線，即謂之軸力圖。2-1 圖2-3 ,a(a(b 圖2-3Non-GAAP

28、Operating Margin: (a 軸線上的點表示橫截面的位置；按選定的比例尺，用垂直于軸線的坐標(biāo)表示橫截面上軸力的數(shù)值；正值畫在基線的上側(cè),15.2 % 一定要示出脫離體（受力圖）；(0.6 pts 根據(jù)求出的各段軸力大小，按比例、正負(fù)畫出軸力圖。二、 Enterprise Servers, Storage and Networking （1內(nèi)力在橫截面上的分布集度，稱為應(yīng)力。（密集程度）（20.2 % (5.4 pts % (0.4 pts （吉帕），1 GPa=109Pa。2、橫截面上的應(yīng)力為討論橫截面上的應(yīng)力，先用示教板做一試驗：圖2-4 示教板演示觀察示教板上橡膠直桿受力前后的

29、變形：受力前：ab、cd為軸線的直線受力后：a17.0 % 仍為軸線的直線0.0 pts 0.3 pts (0.2 pts （3）結(jié)論 橫截面上各點的應(yīng)力相同。即 （5-1）式中：FNTotal Segments 對受壓桿件，僅適用于短粗桿；0.1 pts 2，求該桿的最大工作應(yīng)力？解：由例題2-1軸力圖可知，該桿上，所以此桿的最大工作應(yīng)力為例題2-3 一橫截面為正方形的變截面桿，其截面尺寸及受力如圖2-5所示，試求桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力？（a） （b）圖2-5 尺寸單位：mm（1）作桿的軸力圖，見圖2-5，b（2）因為是變截面，所以要逐段計算3、斜截面上的應(yīng)力特殊 一般橫截面上的應(yīng)力 特殊面上的

30、應(yīng)力圖斜截面上各點處的Three months ended P·A=FN (a 式中：AApril 30,2010 P= (c斜截面面積A與橫截面面積A 有如下關(guān)系：圖2-8A=A·cosP= = ·cos= · cos 式中的=是桿件橫截面上的正應(yīng)力。（3）全應(yīng)力P的分解：（任取一點o處）圖2-9Denominator: P·cos=·cos= （2-2）= P· sinDilutive effect of employee stock plans 61 從式（2-2）、（2-3）可見，、2,184 角的函數(shù)，因此總可找到

31、它們的極限值分析式（2-2）可知：當(dāng)=02,406 =Net earnings per share: 為正；反之為負(fù)，即圖2-10則 當(dāng)=45°、=-45°時，達(dá)到極值，=$ 0.94 Diluted(b =-（5）附件：由上述分析可以看到：在=+45º和=-45º斜截面上的剪應(yīng)力滿足如下關(guān)系：=-正、負(fù)45º兩個截面互相垂直的。那么，在任意兩個互相垂直的截面上，是否一定存在剪應(yīng)力的數(shù)值相等而符號相反的規(guī)律呢？回答是肯定存在的。這可由上面的（2-3）式得到證明：= sin2 =-sin2（+90°）剪應(yīng)力以對所研究的脫離體內(nèi)任何一點均

32、有順時針轉(zhuǎn)動趨勢的為正，反之為負(fù)。例題 5-4 一直徑為d=10mm的A3鋼構(gòu)件，承受軸向載荷FP =36 kN.試求1=0°、2=30°、3=45°、4=60°、5=90°、6=-45°各截面上正應(yīng)力和剪應(yīng)力值。解：1=0°時，即截面1-1：圖2-11= = 2=30°時，即截面2-2：圖2-12= = 3=45°時，即截面3-3：圖2-13= = 4=60°時，即截面4-4：圖2-14= = 5=90°時，即截面5-5：圖2-15= = 5=-45°時，即截面6-6：圖2

33、-16= = 由上述計算可見：發(fā)生在試件的橫截面上，其值=發(fā)生在=45°斜面上，其值=三、軸向拉（壓）桿的強(qiáng)度計算1、 極限應(yīng)力，安全系數(shù)、容許應(yīng)力（1）極限應(yīng)力何謂極限應(yīng)力？極限應(yīng)力是指材料的強(qiáng)度遭到破壞時的應(yīng)力。所謂破壞是指材料出現(xiàn)了工程不能容許的特殊的變形現(xiàn)象。極限應(yīng)力的測定極限應(yīng)力是通過材料的力學(xué)性能試驗來測定的。塑性材料的極限應(yīng)力 °=5脆性材料的極限應(yīng)力 °=b（2）安全系數(shù)何謂安全系數(shù)？對各種材料的極限應(yīng)力再打一個折扣，這個折扣通常用一個大于1的系數(shù)來表達(dá)，這個系數(shù)稱為安全系數(shù)。用n表示安全系數(shù)。確定安全系數(shù)時應(yīng)考慮的因素：i）荷載估計的準(zhǔn)確性ii）

34、簡化過程和計算方法的精確性；iii）材料的均勻性（砼澆筑）；IV）構(gòu)件的重要性；v）靜載與動載的效應(yīng)、磨損、腐蝕等因素。安全系數(shù)的大致范圍：1.41.8：23（3）容許應(yīng)力何謂容許應(yīng)力？將用試驗測定的極限應(yīng)力0作適當(dāng)降低，規(guī)定出桿件能安全工作的最大應(yīng)力作為設(shè)計的依據(jù)。這種應(yīng)力稱為材料的容許應(yīng)力。容許應(yīng)力的確定：= (n1 (5-4對于塑性材料：=對于脆性材料：=2、 強(qiáng)度條件（1）何謂強(qiáng)度條件？受載構(gòu)件安全與危險兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)化條件稱為強(qiáng)度條件。（2）軸向拉（壓）時的強(qiáng)度條件 （5-5）（3）強(qiáng)度條件的意義安全與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一3、 強(qiáng)度計算的三類問題（1）強(qiáng)度校核：（2）截面設(shè)計：（3）確定容許載荷：例題2-5 鋼木構(gòu)架如圖2-16所示。BC桿為鋼制圓桿，AB桿為木桿。若 FP=10kN,木桿AB的橫截面面積 AAB=10000mm,容許應(yīng)力=7MPa;鋼桿BC的橫截面積為ABC=600mm,容許應(yīng)力=160MPa校核各桿的強(qiáng)度；求容許荷載根據(jù)容許荷載，計算鋼 BC所需的直徑。（a） (b圖2-16解：校核兩桿強(qiáng)度 為校核兩桿強(qiáng)度，必須先知道兩桿的應(yīng)力，然后根據(jù)強(qiáng)度條件進(jìn)行驗算。而要計算桿內(nèi)應(yīng)力，須求出兩桿的內(nèi)力。由節(jié)點B的受力圖（圖2-16，b），列出靜力平衡條件： FNBC·cos60°-FP=0得 FNBC=2FP=20kN(