材料力學(xué)第一章課件

1、材料力學(xué)材料力學(xué)研究物體在力的作用下的變形規(guī)律的科學(xué)研究物體在力的作用下的變形規(guī)律的科學(xué)變形固體變形固體研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律的科學(xué)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律的科學(xué)剛體剛體理論力學(xué)理論力學(xué)力力 ：力是物體間的相互作用，使力是物體間的相互作用，使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，或者物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，或者使物體產(chǎn)生變形。使物體產(chǎn)生變形。牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立以前牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立以前1.古代：從遠(yuǎn)古到公元五世紀(jì)：對(duì)平衡和運(yùn)動(dòng)有初步的了解古代：從遠(yuǎn)古到公元五世紀(jì)：對(duì)平衡和運(yùn)動(dòng)有初步的了解2.中世紀(jì)：從公元六世紀(jì)到十六世紀(jì)，對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有中世紀(jì)：從公元六世紀(jì)到十六世紀(jì)，對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)了

2、進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立以后牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立以后1.從十七世紀(jì)初到十八世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)的建立和完善從十七世紀(jì)初到十八世紀(jì)末，經(jīng)典力學(xué)的建立和完善2.十九世紀(jì)，力學(xué)各主要分支建立十九世紀(jì)，力學(xué)各主要分支建立3.從從1900 年到年到1960年，近代力學(xué)，力學(xué)和工程技術(shù)特別是年，近代力學(xué)，力學(xué)和工程技術(shù)特別是航空航天技術(shù)聯(lián)系密切航空航天技術(shù)聯(lián)系密切4.1960年以后，現(xiàn)代力學(xué)，力學(xué)同計(jì)算技術(shù)和自然科學(xué)其年以后，現(xiàn)代力學(xué)，力學(xué)同計(jì)算技術(shù)和自然科學(xué)其它學(xué)科廣泛結(jié)合它學(xué)科廣泛結(jié)合材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史力力學(xué)學(xué)學(xué)學(xué)科科分分類類一般力學(xué)一般力學(xué)：理論力學(xué)理論力學(xué)，分析力學(xué)，振，分析力學(xué)，振動(dòng)理論動(dòng)理論

3、,系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，多體動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)，多體動(dòng)力學(xué)，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)，彈道力學(xué)，飛行力學(xué)子動(dòng)力學(xué)，彈道力學(xué)，飛行力學(xué)流體力學(xué)流體力學(xué)固體力學(xué)固體力學(xué)：材料力學(xué)材料力學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈，結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈性力學(xué)，塑性力學(xué)，斷裂力學(xué)，實(shí)驗(yàn)性力學(xué)，塑性力學(xué)，斷裂力學(xué)，實(shí)驗(yàn)力學(xué)，計(jì)算力學(xué)，復(fù)合材料力學(xué)等等力學(xué)，計(jì)算力學(xué)，復(fù)合材料力學(xué)等等材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史交叉學(xué)科：物理力學(xué)，爆炸力學(xué)，環(huán)境流體力學(xué)，交叉學(xué)科：物理力學(xué)，爆炸力學(xué)，環(huán)境流體力學(xué)，生物力學(xué)，電磁流體力學(xué)，等離子體動(dòng)力學(xué)，等生物力學(xué)，電磁流體力學(xué)，等離子體動(dòng)力學(xué)，等等等傳統(tǒng)具有柱、梁、檁、椽的木制房屋結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)具有柱、梁、檁、椽的木制房屋結(jié)構(gòu)一一材料力學(xué)

4、簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史建于遼代（建于遼代（10561056年）的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔年）的山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔塔高塔高9 9層共層共67.3167.31米，用木材米，用木材74007400噸噸900900多年來歷經(jīng)數(shù)次地震不倒，現(xiàn)存唯一木塔多年來歷經(jīng)數(shù)次地震不倒，現(xiàn)存唯一木塔材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史建于唐末（建于唐末（857857年）的山西五臺(tái)山佛光寺東大殿年）的山西五臺(tái)山佛光寺東大殿材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史22002200年以前建造的都江堰安瀾索橋年以前建造的都江堰安瀾索橋 材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史建于隋代（建于隋代（605605年）的河北趙縣趙州橋年）的河北趙縣趙州橋橋長(zhǎng)橋長(zhǎng)64.464.4米，

5、跨徑米，跨徑37.0237.02米，用石米，用石28002800噸噸材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)材料力學(xué) 獨(dú)立出現(xiàn)可以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，解決工程問題獨(dú)立出現(xiàn)可以指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，解決工程問題16381638年：年：關(guān)于兩種新科學(xué)的敘述與證明關(guān)于兩種新科學(xué)的敘述與證明伽利略伽利略 GalileiGalilei 1564- 1564-16421642懸臂梁應(yīng)力分布懸臂梁應(yīng)力分布簡(jiǎn)支梁受集中載荷的最大彎矩簡(jiǎn)支梁受集中載荷的最大彎矩等強(qiáng)度梁截面形狀等強(qiáng)度梁截面形狀空、實(shí)心圓柱抗彎強(qiáng)度比較空、實(shí)心圓柱抗彎強(qiáng)度比較材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史第一部第一部材料力學(xué)材料力學(xué)出現(xiàn)出現(xiàn)法國(guó)科學(xué)家法國(guó)科學(xué)家 納維納維 18

6、261826年著年著材料力學(xué)材料力學(xué)法國(guó)科學(xué)家法國(guó)科學(xué)家 庫(kù)侖庫(kù)侖（1736173618061806） 通過實(shí)驗(yàn)修正了伽利略的錯(cuò)誤，提出了最大切通過實(shí)驗(yàn)修正了伽利略的錯(cuò)誤，提出了最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論應(yīng)力強(qiáng)度理論材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史 達(dá)芬奇說達(dá)芬奇說：力學(xué)是數(shù)學(xué)力學(xué)是數(shù)學(xué)的樂園，因的樂園，因?yàn)槲覀冊(cè)谶@為我們?cè)谶@里獲得了數(shù)里獲得了數(shù)學(xué)的果實(shí)學(xué)的果實(shí)材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史2009年年10月月31日去世日去世材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史2010年年7月月30日去世日去世2009年年4月月20日日 去世去世材

7、料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史曾曾20002000年年1111月月2525日去世日去世 材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史山東省副省長(zhǎng)山東省副省長(zhǎng) 劉鴻文劉鴻文 浙江大學(xué)教授。出生河北省滄州市泊頭劉浙江大學(xué)教授。出生河北省滄州市泊頭劉村，其為當(dāng)?shù)赝逦鳚h高祖劉邦之后。其村，其為當(dāng)?shù)赝逦鳚h高祖劉邦之后。其母為晚清大臣張之洞之孫女。他幼時(shí)即好母為晚清大臣張之洞之孫女。他幼時(shí)即好學(xué)學(xué)19481948年畢業(yè)于廈門大學(xué)，后長(zhǎng)期從事固年畢業(yè)于廈門大學(xué)，后長(zhǎng)期從事固體力學(xué)教學(xué)工作。曾任教育部教材編審委體力學(xué)教學(xué)工作。曾任教育部教材編審委員會(huì)委員，國(guó)家教委員會(huì)委員，國(guó)家教委( (教育部教育部) )工科

8、力學(xué)課工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員兼材料力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員兼材料力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)組組長(zhǎng)，浙大航天航空學(xué)院副程教學(xué)指導(dǎo)組組長(zhǎng)，浙大航天航空學(xué)院副院長(zhǎng)。院長(zhǎng)。19891989年被授予全國(guó)優(yōu)秀教師。年被授予全國(guó)優(yōu)秀教師。19911991年起享受政府特殊津貼。杭州市第六屆人年起享受政府特殊津貼。杭州市第六屆人大代表，浙江省第四屆政協(xié)常委，全國(guó)政大代表，浙江省第四屆政協(xié)常委，全國(guó)政協(xié)第六、七、八屆委員。協(xié)第六、七、八屆委員。 材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)材料力學(xué)：是研究物體受力后的內(nèi)在表現(xiàn)，即變：是研究物體受力后的內(nèi)在表現(xiàn)，即變形規(guī)律和破壞特征的科學(xué)。形規(guī)律和破壞特征的科學(xué)。材材

9、料料 力力 學(xué)學(xué)第一章第一章 緒緒 論論1.1 材料力學(xué)的材料力學(xué)的任務(wù)任務(wù)1.2 變形固體的基本假設(shè)變形固體的基本假設(shè)1.3 基本概念基本概念1.4 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)一一. .構(gòu)件構(gòu)件：機(jī)械或工程結(jié)構(gòu)的組成部分叫做構(gòu)件。：機(jī)械或工程結(jié)構(gòu)的組成部分叫做構(gòu)件。桿件桿件縱向尺寸（長(zhǎng)度）遠(yuǎn)比橫向尺寸大得多的構(gòu)件?？v向尺寸（長(zhǎng)度）遠(yuǎn)比橫向尺寸大得多的構(gòu)件。直桿直桿-軸線為直線的桿軸線為直線的桿曲桿曲桿-軸線為曲線的桿軸線為曲線的桿等直桿等直桿-橫截面的形狀和大小不變的直桿橫截面的形狀和大小不變的直桿變截面桿變截面桿-橫截面的形狀和尺寸發(fā)生變化的

10、桿橫截面的形狀和尺寸發(fā)生變化的桿形 心橫 截 面軸 線橫截面橫截面與軸線垂直的截面。與軸線垂直的截面。軸線軸線各橫截面形心的連線。各橫截面形心的連線。桿件的兩個(gè)主要桿件的兩個(gè)主要的幾何特征的幾何特征 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 構(gòu)件的分類構(gòu)件的分類材料力學(xué)以桿為研究對(duì)象材料力學(xué)以桿為研究對(duì)象 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)板和殼板和殼：構(gòu)件一個(gè)方向的尺寸（厚度）遠(yuǎn)小于其它：構(gòu)件一個(gè)方向的尺寸（厚度）遠(yuǎn)小于其它兩個(gè)方向的尺寸。兩個(gè)方向的尺寸。塊體塊體：三個(gè)方向（長(zhǎng)、寬、高）的尺寸相差不多的：三個(gè)方向（長(zhǎng)、寬、高）的尺寸相差不多的構(gòu)件構(gòu)件 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)二二.

11、 .載荷載荷 構(gòu)件在工作時(shí)將受到力的作用，這構(gòu)件在工作時(shí)將受到力的作用，這些力叫做些力叫做載荷載荷。 如：車床主軸切削力，齒輪嚙如：車床主軸切削力，齒輪嚙合力合力 起重機(jī)梁起吊物體的重力起重機(jī)梁起吊物體的重力 建筑物風(fēng)力，地震力建筑物風(fēng)力，地震力 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)外力不能沿作用線移動(dòng)。外力不能沿作用線移動(dòng)。因?yàn)椴牧狭W(xué)中研究的因?yàn)椴牧狭W(xué)中研究的對(duì)象是變形體，不是剛體，力的可傳性不成立。對(duì)對(duì)象是變形體，不是剛體，力的可傳性不成立。對(duì)變形體而言，力是定位矢量。變形體而言，力是定位矢量。注意注意外力及其分類外力及其分類 交變載荷交變載荷沖擊載荷沖擊載荷動(dòng)載荷動(dòng)載荷靜載荷靜載荷變

12、化變化與否與否）、集中力（集中力（）線分布力（線分布力（）面分布力（面分布力（分布力分布力表表面面力力）慣性力（慣性力（）自重力（自重力（體體積積力力作用作用方式方式支反力支反力載荷載荷外力外力kNNm/Nm/Nm/Nm/N233 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)三構(gòu)件在使用過程中面臨三大問題三構(gòu)件在使用過程中面臨三大問題 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)構(gòu)件失效：構(gòu)件失效：構(gòu)件不能正常使用。構(gòu)件不能正常使用。1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度：構(gòu)件在外載荷作用下抵抗破壞的能力：構(gòu)件在外載荷作用下抵抗破壞的能力 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)起重機(jī)機(jī)架起重機(jī)機(jī)架 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任

13、務(wù)起重機(jī)機(jī)架起重機(jī)機(jī)架 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)2.2.剛度剛度：構(gòu)件在外載荷作用下抵抗變形的能力。：構(gòu)件在外載荷作用下抵抗變形的能力。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 和和 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)3. 3. 穩(wěn)定性穩(wěn)定性：構(gòu)件在外載荷作用下保持原有平衡：構(gòu)件在外載荷作用下保持原有平衡狀態(tài)的能力狀態(tài)的能力 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)桿螺千斤頂千斤頂 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)

14、的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)19861986年年1 1月月“挑戰(zhàn)者號(hào)挑戰(zhàn)者號(hào)”爆炸爆炸 助推器的調(diào)壓密封圈彈性性能失效。助推器的調(diào)壓密封圈彈性性能失效。 彈性彈性-塑性，失去密封性能塑性，失去密封性能 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)20032003年年2 2月月“哥倫比亞號(hào)哥倫比亞號(hào)”解體解體 升空時(shí)燃料箱外表面脫落升空時(shí)燃料箱外表面脫落一塊泡沫材料，撞擊導(dǎo)致一塊泡沫材料，撞擊導(dǎo)致航天飛機(jī)左翼前緣的熱保航天飛機(jī)左翼前緣的熱保護(hù)系統(tǒng)形成裂紋。護(hù)系統(tǒng)形成裂紋。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)“泰坦尼克號(hào)泰坦尼克號(hào)”沉沒沉沒“泰坦尼克號(hào)泰坦尼克號(hào)”沉沒沉沒

15、動(dòng)力學(xué)分析：動(dòng)量定理動(dòng)力學(xué)分析：動(dòng)量定理 遭遇冰山遭遇冰山-沒有正面撞擊，冰山與船體側(cè)面相擦沒有正面撞擊，冰山與船體側(cè)面相擦 罪魁禍?zhǔn)祝恒T釘罪魁禍?zhǔn)祝恒T釘 承受極大的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力，斷裂承受極大的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力，斷裂-船殼裂船殼裂縫長(zhǎng)達(dá)縫長(zhǎng)達(dá)6 6個(gè)船艙。個(gè)船艙。 鉚釘通過了嚴(yán)格的材料力學(xué)性能測(cè)試，合格鉚釘通過了嚴(yán)格的材料力學(xué)性能測(cè)試，合格 材料的力學(xué)性能受溫度影響：材料的力學(xué)性能受溫度影響：常溫下鉚釘合格，常溫下鉚釘合格，低溫下不合格。低溫下不合格。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)兵器工業(yè)飛機(jī)與導(dǎo)彈兵器工業(yè)飛機(jī)與導(dǎo)彈 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)

16、材料力學(xué)的任務(wù) 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)第一次世界第一次世界大戰(zhàn)，戰(zhàn)斗大戰(zhàn)，戰(zhàn)斗機(jī)沒有受到機(jī)沒有受到攻擊，但機(jī)攻擊，但機(jī)翼從根部斷翼從根部斷裂裂疲勞破壞疲勞破壞 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)H 大型橋梁的強(qiáng)度大型橋梁的強(qiáng)度 剛度剛度 穩(wěn)定問題穩(wěn)定問題 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)南京長(zhǎng)江大橋 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)19世紀(jì)末，瑞士的孟希太因大橋，世紀(jì)末，瑞士的孟希太因大橋，20世紀(jì)初加拿大的魁北世紀(jì)初加拿大的魁北克大橋都由于橋架受壓弦桿失穩(wěn)而突然使大橋坍塌?？舜髽蚨加捎跇蚣苁軌合覘U失穩(wěn)而突然使大橋坍塌。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)四四. .

17、材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)F研究構(gòu)件在外力作用下的受力、變形和研究構(gòu)件在外力作用下的受力、變形和破壞的規(guī)律，在滿足破壞的規(guī)律，在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性性的要求下，為設(shè)計(jì)的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)五材料力學(xué)的研究方法五材料力學(xué)的研究方法1、理論方法理論方法：通過研究構(gòu)件在外載作用下的受力、變形和破壞規(guī)通過研究構(gòu)件在外載作用下的受力、變形和破壞規(guī) 律，得到構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性條件，為工程律，得到構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性條件，為工程 設(shè)計(jì)和計(jì)算提供必要的基

18、礎(chǔ)理論。設(shè)計(jì)和計(jì)算提供必要的基礎(chǔ)理論。2、實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法：構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題均與所用材料的力：構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性問題均與所用材料的力 學(xué)性能有關(guān)，因此試驗(yàn)分析是完成材料力學(xué)任務(wù)所學(xué)性能有關(guān)，因此試驗(yàn)分析是完成材料力學(xué)任務(wù)所 必需的手段。必需的手段。3、數(shù)值計(jì)算數(shù)值計(jì)算：采用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，可以得到力學(xué)的近似解，采用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算，可以得到力學(xué)的近似解，能滿足工程實(shí)際的需要。能滿足工程實(shí)際的需要。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)六學(xué)習(xí)材料力學(xué)課程的意義六學(xué)習(xí)材料力學(xué)課程的意義1、材料力學(xué)與工程的關(guān)系：材料力學(xué)與工程的關(guān)系：材料力學(xué)廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域中，材料力學(xué)廣泛應(yīng)用

19、于各個(gè)工程領(lǐng)域中，如眾所周知的如眾所周知的飛機(jī)、飛船、火箭、火車、汽車、輪船、水輪機(jī)、氣飛機(jī)、飛船、火箭、火車、汽車、輪船、水輪機(jī)、氣輪機(jī)、壓縮機(jī)、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、車床、铇機(jī)、銑機(jī)、磨床、桿塔、輪機(jī)、壓縮機(jī)、挖掘機(jī)、拖拉機(jī)、車床、铇機(jī)、銑機(jī)、磨床、桿塔、井架、鍋爐、貯罐、房屋、橋梁、水閘、船閘井架、鍋爐、貯罐、房屋、橋梁、水閘、船閘等數(shù)以萬(wàn)計(jì)的機(jī)器和等數(shù)以萬(wàn)計(jì)的機(jī)器和設(shè)備、結(jié)構(gòu)物和建筑物，在工程設(shè)計(jì)中都必須用到材料力學(xué)的基本設(shè)備、結(jié)構(gòu)物和建筑物，在工程設(shè)計(jì)中都必須用到材料力學(xué)的基本知識(shí)。對(duì)于某些工程如化學(xué)工程，由于客觀條件的苛刻，如：知識(shí)。對(duì)于某些工程如化學(xué)工程，由于客觀條件的苛刻，如：高溫、

20、高溫、高壓、低溫、低壓、易燃、易爆、腐蝕、毒性高壓、低溫、低壓、易燃、易爆、腐蝕、毒性對(duì)于機(jī)器和設(shè)備的力對(duì)于機(jī)器和設(shè)備的力學(xué)設(shè)計(jì)將提出更高的要求。因此對(duì)于各類高等工業(yè)大學(xué)的學(xué)生和實(shí)學(xué)設(shè)計(jì)將提出更高的要求。因此對(duì)于各類高等工業(yè)大學(xué)的學(xué)生和實(shí)際工程中的工程師們都必須具備扎實(shí)的材料力學(xué)知識(shí)。際工程中的工程師們都必須具備扎實(shí)的材料力學(xué)知識(shí)。 2 2、材料力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)分支，是工科重要的材料力學(xué)是固體力學(xué)的一個(gè)基礎(chǔ)分支，是工科重要的技術(shù)基礎(chǔ)課技術(shù)基礎(chǔ)課，只有學(xué)好材料力學(xué)才能學(xué)好與本專業(yè)有關(guān)的后續(xù)課程（例如：機(jī)械零只有學(xué)好材料力學(xué)才能學(xué)好與本專業(yè)有關(guān)的后續(xù)課程（例如：機(jī)械零件等、結(jié)構(gòu)力學(xué)）。件等

21、、結(jié)構(gòu)力學(xué)）。 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)二二. .變形固體的基本假設(shè)：變形固體的基本假設(shè)：1、連續(xù)性假設(shè)連續(xù)性假設(shè) 假設(shè)組成固體的物質(zhì)不留空隙地充滿了整個(gè)體積假設(shè)組成固體的物質(zhì)不留空隙地充滿了整個(gè)體積固體在其整個(gè)體積內(nèi)是密實(shí)的、連續(xù)的固體在其整個(gè)體積內(nèi)是密實(shí)的、連續(xù)的某些力學(xué)量表示為固體點(diǎn)的某些力學(xué)量表示為固體點(diǎn)的位置坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)，采用一般的數(shù)學(xué)分析方法。位置坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)，采用一般的數(shù)學(xué)分析方法。一一.變形固體變形固體2、均勻性假設(shè)均勻性假設(shè) 假設(shè)固體內(nèi)到處有相同的力學(xué)性能假設(shè)固體內(nèi)到處有相同的力學(xué)性能局部反映整體局部反映整體3、各向同性假設(shè)各向同性假設(shè) 假設(shè)沿任何方向固體假設(shè)

22、沿任何方向固體的力學(xué)性能都相同的力學(xué)性能都相同各向同性材料：鋼鐵，混凝土，有色金屬各向同性材料：鋼鐵，混凝土，有色金屬各向異性材料：木材，膠合板，復(fù)合材料各向異性材料：木材，膠合板，復(fù)合材料在載荷作用下發(fā)生變形的固體，包括在載荷作用下發(fā)生變形的固體，包括尺寸的改變和形狀的改變。尺寸的改變和形狀的改變。4、小變形假設(shè)小變形假設(shè)以原始尺寸代替變形后尺寸以原始尺寸代替變形后尺寸。 1.2 變形固體的基本假設(shè)變形固體的基本假設(shè)一一. .內(nèi)力內(nèi)力物體因受外力作用而變形，其內(nèi)部各部分之間因相物體因受外力作用而變形，其內(nèi)部各部分之間因相對(duì)位置改變而起的相互作用力的變化，這種由外力引起的物體內(nèi)對(duì)位置改變而起的

23、相互作用力的變化，這種由外力引起的物體內(nèi)部相互作用力的變化量稱為部相互作用力的變化量稱為附加內(nèi)力附加內(nèi)力，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱內(nèi)力內(nèi)力（內(nèi)力的變化（內(nèi)力的變化量）。量）。二二. .截面法截面法用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示并用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示并確定內(nèi)力的方法。確定內(nèi)力的方法。 1.3 基本概念基本概念 1.3 基本概念基本概念截、選、代、求截、選、代、求 1.3 基本概念基本概念截面法求內(nèi)力的步驟截面法求內(nèi)力的步驟1 1）：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截面將構(gòu)件假想欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截面將構(gòu)件假想地截成兩部分。地截成兩部分。2 2）：取其中任意部分為研究對(duì)象，而棄去另取其中任意

24、部分為研究對(duì)象，而棄去另一部分。一部分。3 3）：用作用于截面上的內(nèi)力，代替棄去部分對(duì)留用作用于截面上的內(nèi)力，代替棄去部分對(duì)留下部分的作用力。下部分的作用力。4 4）：建立留下部分的平衡方程，確定未知的建立留下部分的平衡方程，確定未知的內(nèi)力。內(nèi)力。三三. .應(yīng)力應(yīng)力-內(nèi)力分布集度內(nèi)力分布集度mAFp 在在A上的上的平均應(yīng)力平均應(yīng)力，矢量，矢量dAdFAFppAmA00limlim pM點(diǎn)的點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)力，矢量，矢量應(yīng)力的單位應(yīng)力的單位GPaMPa)m/N(Pa2、國(guó)際單位制：22cm/kgfm/kgf、工程單位制：任一點(diǎn)的應(yīng)力任一點(diǎn)的應(yīng)力p垂直于截面的分量垂直于截面的分量正應(yīng)力正應(yīng)力 相切于截面

25、的分量相切于截面的分量切應(yīng)力切應(yīng)力 1.3 基本概念基本概念mp四四. .位移、變形和應(yīng)變位移、變形和應(yīng)變MNMNuMNs 變形后的長(zhǎng)度 變形前的長(zhǎng)度變形前的長(zhǎng)度變形變形在載荷作用下，在載荷作用下，構(gòu)件的尺寸和形狀發(fā)生構(gòu)件的尺寸和形狀發(fā)生變化稱為變形。變化稱為變形。 1.3 基本概念基本概念 平均線應(yīng)變平均線應(yīng)變（表示線段表示線段MN單位長(zhǎng)度單位長(zhǎng)度 的平均變形的平均變形）。）。00limlimMNsM NMNuMNs M點(diǎn)沿點(diǎn)沿MN方向的方向的 線應(yīng)變線應(yīng)變，簡(jiǎn)稱應(yīng)變。，簡(jiǎn)稱應(yīng)變。線應(yīng)變線應(yīng)變即單位長(zhǎng)度上即單位長(zhǎng)度上的變形量，反映構(gòu)件上一的變形量，反映構(gòu)件上一點(diǎn)沿某一方向變形量的大點(diǎn)沿某一方

26、向變形量的大小。小。無(wú)單位，無(wú)量綱無(wú)單位，無(wú)量綱 1.3 基本概念基本概念0000limlim2MNMLMNMLL M N 變形前的角度變形后的角度M點(diǎn)在平面點(diǎn)在平面LMN內(nèi)內(nèi)的切應(yīng)變的切應(yīng)變（或（或剪應(yīng)變、角剪應(yīng)變、角應(yīng)變應(yīng)變 ）。）。切應(yīng)變切應(yīng)變即一點(diǎn)單元體即一點(diǎn)單元體兩棱直角的改變量。單位兩棱直角的改變量。單位為弧度，無(wú)量綱為弧度，無(wú)量綱 1.3 基本概念基本概念下圖中三個(gè)單元體的切應(yīng)變下圖中三個(gè)單元體的切應(yīng)變 =? 1.3 基本概念基本概念1 1、拉伸或壓縮、拉伸或壓縮受力特征：受一對(duì)作用線與桿軸線重合的外力的作用。受力特征：受一對(duì)作用線與桿軸線重合的外力的作用。變形特征：沿桿的軸線方向伸長(zhǎng)或縮短。變形特征：沿桿的軸線方向伸長(zhǎng)或縮短。2 2、剪切、剪切受力特征：桿件受一對(duì)大小相