第1章 材料力學(xué)緒論

理論力學(xué)材料力學(xué)研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)一般規(guī)律的科學(xué)——?jiǎng)傮w研究構(gòu)件承載能力的一門科學(xué)——變形固體材料力學(xué)主要研究桿件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等問題，以理論分析為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生將工程實(shí)際問題提煉成力學(xué)問題（即力學(xué)建模），從而進(jìn)行求解的能力以及實(shí)驗(yàn)技能，發(fā)揮其他課程不可替代的綜合素質(zhì)教育作用，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。材料力學(xué)研究什么？工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的各組成部分統(tǒng)稱為構(gòu)件材料力學(xué)的任務(wù)對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求Ⅰ.

具有足夠的強(qiáng)度——規(guī)定荷載作用下不應(yīng)破壞。FFaFF鋼筋b美國(guó)的Tacoma老橋于1940年11月7日因風(fēng)力引起的振動(dòng)而產(chǎn)生斷裂強(qiáng)度問題：對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求Ⅱ.具有足夠的剛度——荷載作用下的彈性變形不超過工程允許范圍。荷載未作用時(shí)荷載去除后荷載作用下F對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求Ⅲ.滿足穩(wěn)定性要求——荷載作用下桿件能保持原有形態(tài)的平衡。穩(wěn)定性問題：在滿足上述強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求的同時(shí)，須盡可能合理選用材料和降低材料消耗量，以節(jié)約投資。材料力學(xué)包含的兩個(gè)方面理論分析實(shí)驗(yàn)研究測(cè)定材料的力學(xué)性能；解決某些不能全靠理論分析的問題對(duì)可變形固體的基本假設(shè)：§1-1變形固體的基本概念Ⅰ.連續(xù)性假設(shè)——物質(zhì)不留空隙地充滿了整個(gè)固體。（可用微積分?jǐn)?shù)學(xué)工具，力學(xué)量是坐標(biāo)連續(xù)函數(shù)。）

Ⅱ.均勻性假設(shè)——固體內(nèi)各點(diǎn)處材料的力學(xué)性能相同。（晶粒在統(tǒng)計(jì)意義上是平均的）。

Ⅲ.各向同性假設(shè)——固體內(nèi)各點(diǎn)沿各方向的力學(xué)性質(zhì)完全相同。（這樣的材料稱為各向同性材料；沿各方向的力學(xué)性質(zhì)不同的材料稱為各向異性材料。）Ⅳ、小變形假設(shè)最大變形量遠(yuǎn)小于構(gòu)件的最小尺寸；在研究構(gòu)件的平衡和運(yùn)動(dòng)時(shí)按變形前的原始尺寸進(jìn)行計(jì)算。保證問題在幾何上是線性的，在求某一小變形值時(shí)，其高階小量就可舍去。Ⅴ理想彈性假設(shè)彈性變形：作用與物體上的外力消除后，該外力所產(chǎn)生的變形完全消失，這部分變形稱為彈性變形塑性變形：作用與物體上的外力消除之后，該外力所產(chǎn)生的變形不能完全消失，還有部分變形在物體上殘余下來，這部分殘余變形稱為塑性變形。理想彈性假設(shè)是指：物體受力后僅僅發(fā)生彈性變形，而且力和變形之間的關(guān)系滿足胡克定律。構(gòu)件的分類：桿件、板殼*、塊體*桿件：直桿：折桿：曲桿：等截面直桿、變截面直桿等截面折桿、變截面折桿*等截面曲桿、變截面曲桿*§1-2桿件變形的基本形式一.桿件：一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其它兩個(gè)方向尺寸的構(gòu)件縱向（長(zhǎng)的一個(gè)方向）橫向（短的兩個(gè)方向）橫截面：垂直于長(zhǎng)度方向的截面軸線：所有橫截面形心的連線，橫截面和軸線垂直桿件——縱向尺寸（長(zhǎng)度）遠(yuǎn)比橫向尺寸大得多的構(gòu)件。直桿——軸線為直線的桿曲桿——軸線為曲線的桿等截面直桿——橫截面的形狀和大小不變的直桿板和殼：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。塊件：三個(gè)方向（長(zhǎng)、寬、高）的尺寸相差不多的構(gòu)件

二.桿件的基本變形(1)拉伸或壓縮受力：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的縱向力，力的作用線與桿軸線重合；變形：桿件伸長(zhǎng)或縮短。FF(2)剪切受力：受垂直于軸線的橫向力作用；變形：相鄰截面友相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的趨勢(shì)。(3)扭轉(zhuǎn)

受力：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的力矩作用，力矩平面垂直于桿軸線；

變形：相鄰截面有繞軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)（4)彎曲受力：桿受一對(duì)大小相等，方向相反的力矩，力矩作用面是包含軸線的縱向面；變形：相鄰截面