彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系教學(xué)課件

彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系教學(xué)課件Contents目錄引言彈性應(yīng)力的基本概念彈性應(yīng)變的基本概念彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的實(shí)際應(yīng)用實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)踐總結(jié)與展望引言010102課程背景通過學(xué)習(xí)彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，學(xué)生可以深入理解材料的力學(xué)性能，為后續(xù)的專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。材料力學(xué)是工程學(xué)科中的重要基礎(chǔ)課程，而彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是材料力學(xué)中的核心概念之一。掌握彈性應(yīng)力應(yīng)變的基本概念、定義及物理意義。理解彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的基本原理和公式。能夠運(yùn)用彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系解決簡(jiǎn)單的工程問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)彈性應(yīng)力的基本概念02物體受到外力作用時(shí)，單位面積上所承受的附加內(nèi)力。應(yīng)力應(yīng)力大小應(yīng)力方向通過應(yīng)力符號(hào)表示，常用單位為帕斯卡（Pa）或牛頓每平方米（N/m2）。與外力作用方向相同，可通過箭頭表示。030201應(yīng)力定義垂直作用在物體表面的力所產(chǎn)生的應(yīng)力，主要影響物體形狀變化。正應(yīng)力作用在物體表面切線方向的力所產(chǎn)生的應(yīng)力，主要影響物體相對(duì)位移。剪應(yīng)力由于物體彎曲變形所產(chǎn)生的應(yīng)力，主要影響物體彎曲程度。彎曲應(yīng)力應(yīng)力分類通過圖形表示不同部位上的應(yīng)力分布情況，常用等值線或色標(biāo)表示。應(yīng)力圖譜描述材料在受力過程中應(yīng)力與應(yīng)變之間關(guān)系的曲線圖，可反映材料的彈性模量、屈服點(diǎn)等特性。應(yīng)力應(yīng)變曲線利用應(yīng)變效應(yīng)原理測(cè)量物體應(yīng)變的傳感器，可將應(yīng)變轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)變片應(yīng)力表示方法彈性應(yīng)變的基本概念03應(yīng)變是描述物體形狀變化的物理量，表示物體在外力作用下發(fā)生的形變程度。應(yīng)變通常用兩個(gè)主應(yīng)變來表示，即長(zhǎng)度變化和寬度變化，可以通過長(zhǎng)度和寬度的相對(duì)變化量來計(jì)算。應(yīng)變的大小與外力的大小和物體的材料性質(zhì)有關(guān)，是彈性力學(xué)中一個(gè)重要的物理量。應(yīng)變定義

應(yīng)變分類單軸應(yīng)變只有一個(gè)方向的應(yīng)變，如拉伸或壓縮。雙軸應(yīng)變?cè)趦蓚€(gè)相互垂直的方向上同時(shí)發(fā)生應(yīng)變，如剪切。三軸應(yīng)變?cè)谌齻€(gè)相互垂直的方向上同時(shí)發(fā)生應(yīng)變，通常用于描述復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。應(yīng)變表示方法包括工程應(yīng)變和真實(shí)應(yīng)變。工程應(yīng)變也稱名義應(yīng)變，是物體在受力后長(zhǎng)度或?qū)挾鹊南鄬?duì)變化量；真實(shí)應(yīng)變也稱實(shí)際應(yīng)變，需要考慮物體內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化。應(yīng)變可以表示為標(biāo)量或矢量，具體取決于所用的坐標(biāo)系和參考狀態(tài)。在有限元分析中，通常使用相對(duì)坐標(biāo)系和參考狀態(tài)來計(jì)算應(yīng)力和應(yīng)變。應(yīng)變表示方法彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系04注意事項(xiàng)胡克定律僅適用于彈性范圍內(nèi)，即材料未發(fā)生塑性變形之前。總結(jié)詞胡克定律是描述彈性材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的經(jīng)典定律，其基本形式為應(yīng)力與應(yīng)變呈線性關(guān)系。詳細(xì)描述胡克定律指出，在彈性范圍內(nèi)，材料所受的應(yīng)力與所產(chǎn)生的應(yīng)變是成正比的，即應(yīng)力與應(yīng)變之比為彈性模量，這個(gè)比例常數(shù)與材料本身的性質(zhì)有關(guān)。應(yīng)用場(chǎng)景胡克定律廣泛應(yīng)用于工程領(lǐng)域，用于預(yù)測(cè)材料在受力作用下的變形行為。胡克定律總結(jié)詞應(yīng)變能描述了材料在受力過程中所吸收的能量，而彈性模量則是表征材料抵抗變形能力的參數(shù)。應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)變能和彈性模量對(duì)于評(píng)估材料的力學(xué)性能和穩(wěn)定性具有重要意義，特別是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選擇方面。注意事項(xiàng)彈性模量不是一個(gè)常數(shù)，它會(huì)隨著溫度、加載速率等因素的變化而變化。詳細(xì)描述應(yīng)變能是指材料在受力過程中所吸收的能量，其大小與應(yīng)變的平方成正比。彈性模量則是指材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的能力，反映了材料的剛度特性。應(yīng)變能與彈性模量總結(jié)詞：彈性后效描述了材料在卸載后變形不能完全恢復(fù)的現(xiàn)象，而松弛則是指材料在長(zhǎng)時(shí)間受力后變形逐漸增加的現(xiàn)象。詳細(xì)描述：彈性后效是指材料在卸載后，部分應(yīng)變不能恢復(fù)到初始狀態(tài)的現(xiàn)象，這通常是由于內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)的變化或缺陷的存在。松弛是指材料在長(zhǎng)時(shí)間受力后，變形逐漸增加的現(xiàn)象，這可能與材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或外部環(huán)境條件有關(guān)。應(yīng)用場(chǎng)景：了解彈性后效和松弛有助于更好地理解材料的力學(xué)行為，對(duì)于工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性評(píng)估和壽命預(yù)測(cè)具有重要意義。注意事項(xiàng)：彈性后效和松弛現(xiàn)象可能與材料的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境因素有關(guān)，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮這些因素的影響。彈性后效與松弛彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的實(shí)際應(yīng)用05工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)橋梁、建筑和機(jī)械等工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，需要充分考慮材料的彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，以確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。在設(shè)計(jì)階段，工程師需要根據(jù)材料的彈性模量和泊松比等參數(shù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在材料選擇和優(yōu)化過程中，需要考慮材料的彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，以確定材料的適用性和性能表現(xiàn)。通過對(duì)比不同材料的彈性模量、泊松比和應(yīng)變極限等參數(shù)，可以評(píng)估材料的力學(xué)性能，從而選擇適合特定應(yīng)用場(chǎng)景的材料。材料選擇與優(yōu)化有限元分析是一種數(shù)值模擬方法，通過離散化結(jié)構(gòu)為有限個(gè)單元，并建立數(shù)學(xué)模型來模擬結(jié)構(gòu)的真實(shí)行為。在有限元分析中，彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系是重要的輸入?yún)?shù)之一，用于模擬結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力和應(yīng)變分布等行為，為工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改進(jìn)提供依據(jù)。有限元分析實(shí)驗(yàn)操作與實(shí)踐06用于測(cè)量材料在受力情況下的應(yīng)力和應(yīng)變。彈性應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試儀用于固定試樣，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。試樣夾具用于施加已知的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)載荷。砝碼和砝碼架用于實(shí)時(shí)記錄和顯示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材結(jié)束實(shí)驗(yàn)在達(dá)到規(guī)定的實(shí)驗(yàn)時(shí)間或應(yīng)變量后，停止加載并卸載。開始實(shí)驗(yàn)對(duì)試樣施加已知的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)載荷，并實(shí)時(shí)記錄應(yīng)力和應(yīng)變數(shù)據(jù)。設(shè)定實(shí)驗(yàn)條件根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求設(shè)定溫度、濕度、加載速率等實(shí)驗(yàn)條件。準(zhǔn)備試樣選擇合適的材料試樣，并按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行加工和預(yù)處理。安裝試樣將試樣固定在夾具中，確保其穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)步驟與操作將實(shí)驗(yàn)過程中記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，包括應(yīng)力和應(yīng)變的變化曲線、峰值應(yīng)力、峰值應(yīng)變等。數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)分析結(jié)果評(píng)估結(jié)果應(yīng)用根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析材料的彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，包括線性彈性階段、屈服點(diǎn)和頸縮現(xiàn)象等。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值進(jìn)行比較，評(píng)估實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性和可靠性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估，為工程應(yīng)用提供依據(jù)。數(shù)據(jù)處理與分析總結(jié)與展望07010204學(xué)習(xí)總結(jié)掌握了彈性應(yīng)力應(yīng)變的基本概念和原理。學(xué)會(huì)了如何應(yīng)用彈性力學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算和分析。理解了彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系在實(shí)際工程中的應(yīng)用和限制。掌握了實(shí)驗(yàn)測(cè)量彈性模量和泊松比的方法和注意事項(xiàng)。03深入學(xué)習(xí)彈塑性力學(xué)的基本理論和應(yīng)用。學(xué)習(xí)有限元分析方法，掌握ANSYS等有限元分析軟件的使用。學(xué)習(xí)并掌握實(shí)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)，提高實(shí)驗(yàn)技能和數(shù)據(jù)處理能力。結(jié)合實(shí)際工程問題，進(jìn)行彈性力學(xué)理論的應(yīng)用和實(shí)踐。01020304下一步學(xué)