緒論材料力學(xué)第四版劉鴻文課件

1、材材 料料 力力 學(xué)學(xué)主講：趙玉萍主講：趙玉萍材料力學(xué)材料力學(xué)課程基本情況課程基本情況 ：1.1.學(xué)時：學(xué)時：8080學(xué)時（包含：學(xué)時（包含：8 8學(xué)時實(shí)驗(yàn)）學(xué)時實(shí)驗(yàn)）2.2.成績比例：平時成績成績比例：平時成績20%20% 期終考試期終考試80%80%3.3.上課上課要求：不遲到、帶筆、帶練習(xí)本。要求：不遲到、帶筆、帶練習(xí)本。 4.4.參考參考書目：圖書館四樓書目：圖書館四樓“工業(yè)技術(shù)閱覽室工業(yè)技術(shù)閱覽室” 索書號索書號“TB301”第第1 1章章 緒論緒論1.1 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)一、材料力學(xué)的研究對象：構(gòu)件中的桿件、零件一、材料力學(xué)的研究對象：構(gòu)件中的桿件、零件1.1.

2、構(gòu)件的分類：構(gòu)件的分類：桿件；桿件；板、殼；板、殼； 塊體塊體塊體桿件第第1 1章章 緒論緒論1.1 1.1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1.1.強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力。強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力。2.2.剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力。剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力。3.3.穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡的能力。穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡的能力。三、材料的力學(xué)性能三、材料的力學(xué)性能 材料受力之后，變形與破壞的性質(zhì)。材料受力之后，變形與破壞的性質(zhì)。四、材料力學(xué)的任務(wù)四、材料力學(xué)的任務(wù) 學(xué)習(xí)和研究工程材料的力學(xué)性能知學(xué)習(xí)和研究工程材料的力學(xué)性能知 識，學(xué)習(xí)構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的識，學(xué)習(xí)構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的

3、計算理論，為構(gòu)件選用適宜的材料，計算理論，為構(gòu)件選用適宜的材料， 設(shè)計科學(xué)、合理的截面形狀與尺寸，設(shè)計科學(xué)、合理的截面形狀與尺寸， 使設(shè)計達(dá)到即經(jīng)濟(jì)又安全的目的。使設(shè)計達(dá)到即經(jīng)濟(jì)又安全的目的。1.2 1.2 變形固體的基本假設(shè)變形固體的基本假設(shè)理論力學(xué)理論力學(xué)材料力學(xué)材料力學(xué)剛體剛體變形固變形固體體一、關(guān)于變形固體的假設(shè)一、關(guān)于變形固體的假設(shè)1.1.均勻、連續(xù)性假設(shè)均勻、連續(xù)性假設(shè)2.2.各向同性假設(shè)各向同性假設(shè)3.3.小變形假設(shè)小變形假設(shè)1 1、材料的均勻、材料的均勻、連續(xù)性假設(shè)連續(xù)性假設(shè) 是指材料內(nèi)部沒有空隙；是指材料內(nèi)部沒有空隙；是指材料的性是指材料的性 質(zhì)各處都一樣。質(zhì)各處都一樣。球墨

4、鑄鐵的顯微組織：球墨鑄鐵的顯微組織：微觀不連續(xù)，微觀不連續(xù)，不均勻不均勻 ，宏觀連續(xù)均勻。，宏觀連續(xù)均勻。鋼棒鋼棒鋼材為各向同性的鋼材為各向同性的材料。材料。木材為各向異性的木材為各向異性的材料。材料。木棒木棒2 2、材料的、材料的各向同性假設(shè)各向同性假設(shè) 材料沿不同方向具有相同的力學(xué)性質(zhì)。材料沿不同方向具有相同的力學(xué)性質(zhì)。3 3、小變形假設(shè)：可使問題得到如下簡化、小變形假設(shè)：可使問題得到如下簡化（1 1）材料將是彈性的，變形均是可恢復(fù)）材料將是彈性的，變形均是可恢復(fù) 的；的；（2 2）忽略構(gòu)件變形對結(jié)構(gòu)整體形狀及力作）忽略構(gòu)件變形對結(jié)構(gòu)整體形狀及力作 用的影響；用的影響；（3 3）研究構(gòu)件長

5、度變化時，用垂線代替圓）研究構(gòu)件長度變化時，用垂線代替圓 ?。换。唬? )4 )構(gòu)件的復(fù)雜變形可處理為若干基本變構(gòu)件的復(fù)雜變形可處理為若干基本變 形的疊加。形的疊加。 （P7P7）解除外力后構(gòu)件能夠恢復(fù)原有的形狀解除外力后構(gòu)件能夠恢復(fù)原有的形狀和尺寸，稱這種變形為彈性變形。和尺寸，稱這種變形為彈性變形。若解除外力后，構(gòu)件不能完全恢復(fù)若解除外力后，構(gòu)件不能完全恢復(fù)原有的形狀和尺寸，殘留的一部分變形為原有的形狀和尺寸，殘留的一部分變形為變形。變形。1.3 1.3 外力及其分類外力及其分類一、外力包括一、外力包括 1. 1. 外荷載（主動力，已知力）外荷載（主動力，已知力） 2. 2. 約束力（被動

6、力、未知力）約束力（被動力、未知力）二、外力按作用方式分類：二、外力按作用方式分類：體積力、表面力（集中力，分布力）體積力、表面力（集中力，分布力）三、外載荷按時間分類：三、外載荷按時間分類：靜載荷，動載荷靜載荷，動載荷1.4 1.4 內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念一、構(gòu)件的內(nèi)力一、構(gòu)件的內(nèi)力 由于外部原因引起構(gòu)件內(nèi)部各部由于外部原因引起構(gòu)件內(nèi)部各部 分之間的相互作用力。分之間的相互作用力。F1F2F3Fn變形變形外力外力 物體外部物體外部物體內(nèi)部物體內(nèi)部內(nèi)力內(nèi)力引起引起1.1.內(nèi)力必須滿足平衡條件內(nèi)力必須滿足平衡條件作用在變形體上作用在變形體上的外力相互平衡的外力相互平衡F

7、1F2FF3F1FF2F3二、求內(nèi)力的方法二、求內(nèi)力的方法截面法截面法mm1F2F5F4F3F1F2F5Fa.a.內(nèi)力沿截面是連續(xù)分內(nèi)力沿截面是連續(xù)分布的。布的。b.b.將截面上的分布內(nèi)力將截面上的分布內(nèi)力向截面形心簡化。向截面形心簡化。1F2F5Fb. b. 截面上的分布內(nèi)力向形心簡化的結(jié)果截面上的分布內(nèi)力向形心簡化的結(jié)果“截面法截面法”的三個步驟：的三個步驟：1 1）取分離體）取分離體 - - 在欲求其內(nèi)力的截面處，用一假想在欲求其內(nèi)力的截面處，用一假想平面把該構(gòu)件截為兩部分，取其中任一部分為研平面把該構(gòu)件截為兩部分，取其中任一部分為研究對象究對象( ( 分離體分離體) )；2 2）畫受力

8、圖）畫受力圖 - - 在分離體上畫出其主動力，再畫上在分離體上畫出其主動力，再畫上截面上的內(nèi)力。截面上的內(nèi)力。3 3）列平衡方程）列平衡方程 -通過平衡方程求該截面上的內(nèi)力。通過平衡方程求該截面上的內(nèi)力。 (P4)(P4)1.1.應(yīng)力：當(dāng)面積無限小時，單位面積上的內(nèi)力。應(yīng)力：當(dāng)面積無限小時，單位面積上的內(nèi)力。三、應(yīng)力的概念三、應(yīng)力的概念A(yù)PAPpA lim0p正應(yīng)力：正應(yīng)力：（與橫截面垂直）（與橫截面垂直）切應(yīng)力：切應(yīng)力：（與橫截面相切）（與橫截面相切）應(yīng)力的單位：應(yīng)力的單位：( (帕帕) )常用單位：常用單位： 1 = 1 N/m21.5 1.5 變形與應(yīng)變變形與應(yīng)變1.1.正應(yīng)變：正應(yīng)變：

9、（當(dāng)長度無限小時，單位長度的（當(dāng)長度無限小時，單位長度的變形）變形）sus lim0 k k點(diǎn)沿點(diǎn)沿ka ka 方向方向的正應(yīng)變的正應(yīng)變（過同一點(diǎn)不同方位的正應(yīng)變一（過同一點(diǎn)不同方位的正應(yīng)變一般不同）般不同）2.2.切應(yīng)變：切應(yīng)變：（用弧度表示）（用弧度表示）微體相鄰棱邊所夾直角的改變量微體相鄰棱邊所夾直角的改變量，稱為切應(yīng)變。，稱為切應(yīng)變。圖圖a a與與b b所示兩個矩形微體，所示兩個矩形微體，虛線表示其變形，問：微體虛線表示其變形，問：微體A A點(diǎn)處的切應(yīng)變分別為何值？點(diǎn)處的切應(yīng)變分別為何值？AA (a) (b)1.6 1.6 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式桿件變形的四種基本形式：桿

10、件變形的四種基本形式：1.1.軸向拉壓軸向拉壓2.2.剪切與擠壓剪切與擠壓3.3.扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)4.4.彎曲彎曲1.1.軸向拉伸或壓縮軸向拉伸或壓縮桿受一對大小相等，方向相反的縱向力，桿受一對大小相等，方向相反的縱向力， 力的作用線與桿軸線重合。力的作用線與桿軸線重合。2.2.剪切與擠壓剪切與擠壓桿受一對大小相等，方向相反的橫向力，桿受一對大小相等，方向相反的橫向力， 力的作用線靠得很近。力的作用線靠得很近。3.3.扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn) 桿受一對大小相等，方向相反的力偶作桿受一對大小相等，方向相反的力偶作 用，力偶作用面垂直于桿軸線。用，力偶作用面垂直于桿軸線。4.4.彎曲彎曲桿受一對大小相等，方向相反的力偶，桿受一對大小相等，方向相反的力偶， 力偶作用面是包含軸線的縱向面力偶作用面是包含軸線的縱向面mm附附1 1：本課程的作用：本課程的作用1.本課程的內(nèi)容可直接應(yīng)用于工程設(shè)計與計本課程的內(nèi)容可直接應(yīng)用于工程設(shè)計與計算。算。2.材料力學(xué)是一門很重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它材料力學(xué)是一門很重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它與機(jī)械、土建、航空、交通水利等工程密與機(jī)械、土建、航空、交通水利等工程密切相關(guān)，他在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋切相關(guān)，他在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋梁作用梁作用.是后續(xù)是后續(xù)結(jié)構(gòu)力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力彈性力學(xué)學(xué)、鋼筋混凝土鋼筋混凝土等課程的理論基