材料力學(xué)(I)第一章

1第一章緒論及基本概念§1-1

材料力學(xué)的任務(wù)§1-2

材料力學(xué)與生產(chǎn)實踐的關(guān)系§1-3

可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)§1-4

桿件的幾何特性§1-5

桿件變形的基本形式理論力學(xué)變形固體材料力學(xué)屬固體力學(xué)研究剛體，研究力與運動的關(guān)系。材料力學(xué)研究變形體，研究力與變形的關(guān)系。1基本概念

構(gòu)件:

工程結(jié)構(gòu)或機械的各組成部分。1.1材料力學(xué)的任務(wù)構(gòu)件的分類：桿；板、殼體；塊體。構(gòu)件:

工程結(jié)構(gòu)或機械的各組成部分。

對構(gòu)件的三項基本要求

強度構(gòu)件應(yīng)具有足夠的抵抗破壞的能力。

剛度構(gòu)件應(yīng)具有足夠的抵抗變形的能力。

穩(wěn)定性構(gòu)件應(yīng)具有足夠的保持其原有平衡狀態(tài)的能力。2材料力學(xué)的任務(wù)1）研究構(gòu)件的強度、剛度和穩(wěn)定性；2）研究材料的力學(xué)性能；3）為合理解決工程構(gòu)件設(shè)計中安全性與經(jīng)濟性 之間的矛盾提供力學(xué)方面的依據(jù)。3材料力學(xué)與工程問題大量的工程問題需要用到材料力學(xué)的理論和方法。航空航天工程飛行器前起落架鎖連桿安裝螺栓(銷子)發(fā)生斷裂。高層建筑大型橋梁承力柱橋面拉桿纜索江陰長江大橋江陰長江大橋纜索長度可調(diào)的拉桿防撞護欄江陰長江大橋的纜索大型橋梁大型水利工程設(shè)施長江三峽工程海洋石油鉆井平臺4材料力學(xué)與理論力學(xué)等課程的關(guān)系

與理論力學(xué)的關(guān)系理論力學(xué)中對剛體模型得到的原理和方法，對材料力學(xué)中的變形體是否可用？例如：平衡原理與平衡方法；力系的等效與簡化。理論力學(xué)是材料力學(xué)的基礎(chǔ)。理論力學(xué)的研究模型是剛體；材料力學(xué)的研究模型是變形體。

材料力學(xué)的后續(xù)課程

材料力學(xué)的后續(xù)課程鋼結(jié)構(gòu)混凝土砌體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈性力學(xué),18§1-2材料力學(xué)發(fā)展概述趙州橋(石拱橋)595-605年建，充分利用石料的壓縮強度安瀾竹索橋(宋代建)(1964年改為鋼纜承托的索橋)充分利用竹材的拉伸強度第一章緒論及基本概念19通過實驗建立理論的初期伽利略(G.Galileo)1638年提出計算梁強度的公式(但結(jié)論不正確)胡克(R.Hooke)1678年發(fā)表根據(jù)實驗得出的物理定律——胡克定律第一章緒論及基本概念20

材料力學(xué)是隨生產(chǎn)的發(fā)展而建立的關(guān)于強度、剛度和穩(wěn)定性計算的理論。生產(chǎn)實踐科學(xué)實驗材料力學(xué)第一章緒論及基本概念1.3變形固體的基本假設(shè)在材料力學(xué)中，對變形固體作如下假設(shè)：灰口鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織1.連續(xù)性假設(shè)：認為整個物體所占空間內(nèi)毫無空隙地充滿物質(zhì)。2.均勻性假設(shè)：普通鋼材的顯微組織優(yōu)質(zhì)鋼材的顯微組織認為物體內(nèi)的任何部分，其力學(xué)性能相同、均勻分布。3.各向同性假設(shè)：認為物體在各個不同方向上的力學(xué)性能相同。4.小變形假設(shè)：認為構(gòu)件的變形極其微小，比構(gòu)件本身尺寸要小得多。2在變形分析時，可以直線代曲線。1在列平衡方程求力時，可忽略變形，仍用變形前的形狀和尺寸。原始尺寸原理小變形的要點：24§1-4桿件的幾何特性直桿曲桿主要幾何因素：橫截面、軸線等截面桿和變截面桿第一章緒論及基本概念25§1-5桿件變形的基本形式Ⅰ.軸向拉伸或軸向壓縮第一章緒論及基本概念26Ⅱ.剪切第一章緒論及基本概念27Ⅲ.扭轉(zhuǎn)第一章緒論及基本概念28Ⅳ.彎曲F1=F2時(從而亦有FA=FB)車軸的AB部分不受剪切——純彎曲。而車軸的外伸部分既受彎又受剪——橫力彎曲第一章緒論及基本概念29

工程中常用構(gòu)件在荷載作用下，大多為幾種基本變形形式的組合——組合變形。煙囪(壓縮+橫力彎曲)齒輪傳動軸(扭轉(zhuǎn)+水平面內(nèi)橫力彎曲+豎直面內(nèi)橫力彎曲)廠房吊車立柱(壓縮+純彎曲)第一章完第一章緒論及基本概念30趙州橋世界上現(xiàn)存最早、跨度最大的空腹式單孔圓弧拱石橋。位于中國河北省趙縣，跨洨水。原名安濟橋，俗稱大石橋。隋開皇十五年至大業(yè)元年(595－605年)由匠人李春修建。凈跨37.02m，矢高7.23

m，橋面寬9

m。拱由28券(窄拱)并列組成。大拱券上兩端各建有兩個小拱(凈跨分別為2.85

m和3.81

m)，以減輕橋身自重和增大泄洪面積。由于橋位良好、基底應(yīng)力適宜，千余年來雖經(jīng)多次洪水和地震，橋身基本完好。該橋構(gòu)思精巧，造型穩(wěn)重，是世界橋梁史上的杰作。1961年定為中國全國重點文物保護單位。第一章緒論及基本概念31安瀾索橋

安瀾索橋是國家重點文物保護單位，相傳始建于李冰建都江堰的戰(zhàn)國末期，宋代時重建。歷史上這座橋曾毀壞過幾次，當(dāng)時的政府均馬上加以重修。這座橋原為一座竹索橋，現(xiàn)已改建成鋼索橋，只是表面進行了仿竹木處理。全橋有九墩八孔，長340

m,寬1.4m

，高13

m。第一章緒論及基本概念32胡克（HookeRobert,1635－1703年)

胡克1635年出生于英格蘭懷特島清水村,1653年到牛津大學(xué)作工讀生。

1655年成為玻意耳的助手，由于他的實驗才能，1662年被任命為皇家學(xué)會的實驗主持人，1663年獲碩士學(xué)位，同年被選為皇家學(xué)會正式會員，又兼任了學(xué)會陳列室管理員和圖書管理員。1665年任格雷姆學(xué)院幾何學(xué)教授，1667－1683年任學(xué)會秘書并負責(zé)出版會刊。1703年在倫敦逝世。

17世紀英國優(yōu)秀的物理學(xué)家和天文學(xué)家。他的成就是多方面的。在光學(xué)和引力研究方面僅次于牛頓，而作為科學(xué)儀器的發(fā)明者和設(shè)計者，在當(dāng)時是無與倫比的。第一章緒論及基本概念33

1665年，胡克提出了光的波動學(xué)說，將光振動的傳播同水波的傳播相比較。1672年，他進一步指出，光振動可以垂直于光傳播的方向，他還研究了云母片的顏色，確認光現(xiàn)象隨著云母片厚度的變化而變化。

胡克根據(jù)彈簧實驗的結(jié)果，于1678年得出了胡克定律，即在比例極限內(nèi)，彈性物體的應(yīng)力與應(yīng)變成正比。

1674年，胡克根據(jù)修正的慣性原理，以及離開太陽的離心力同向著太陽的吸引力之間的平衡，提出了行星運動的理論。

胡克的主要著作有《顯微檢測法》、《哲學(xué)實驗與觀察》等。第一章緒論及基本概念34伽利略（GalileoGalilei,1564－1642年)

意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家。生于意大利北部佛羅倫薩一個貴族的家庭。1581年入比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)。主張研究自然界必須進行系統(tǒng)的觀察和實驗，是近代實驗科學(xué)與機械唯物主義的奠基者之一。通過實驗，推翻了向來奉為權(quán)威的亞里士多德關(guān)于“物體下落的速度和重量成比例”的學(xué)說。還發(fā)現(xiàn)物體的慣性定律、擺振動的等時性、拋體運行定律，并確定了伽利略相