1緒論-材料力學(xué)第五版(劉鴻文主編)解析

教案材料力學(xué)授課專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育機(jī)械技術(shù)教育教研室宛傳平1課程內(nèi)容課時(shí)課時(shí)分配講課實(shí)驗(yàn)第一章緒論22第二章拉伸和壓縮1284第三章扭轉(zhuǎn)642第四章彎曲內(nèi)力44第五章彎曲應(yīng)力66第六章彎曲變形66第七章應(yīng)力狀態(tài)理論88第八章組合變形66合計(jì)50446課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配（50學(xué)時(shí)）2第一章緒論材料力學(xué)：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。3構(gòu)件(或零件):組成結(jié)構(gòu)或機(jī)械的單個(gè)部分要求構(gòu)件在外力作用下必須安全(正常工作）強(qiáng)度條件：在外力作用下抵抗破壞的能力剛度條件：在外力作用下抵抗變形的能力穩(wěn)定性條件：在外力作用下保持其原有平衡形態(tài)的能力§1-1材料力學(xué)的任務(wù)4材料力學(xué)的任務(wù)：是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。制造構(gòu)件必須考慮經(jīng)濟(jì)性：節(jié)約材料，減輕自重5§1-2變形固體及其基本假設(shè)變形固體：構(gòu)件是由固體材料制成的，固體在外力作用下要變形，故稱為變形固體材料力學(xué)中對(duì)變形固體作了以下基本假設(shè)：一、連續(xù)性假設(shè)認(rèn)為物質(zhì)毫無(wú)空隙地充滿了物體的幾何空間，結(jié)構(gòu)是密實(shí)的。（可用微積分?jǐn)?shù)學(xué)工具）二、均勻性假設(shè)物體內(nèi)任一點(diǎn)處的力學(xué)性能完全相同。力學(xué)性能：材料在外力作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性能。6三、各向同性假設(shè)組成物體的材料沿各方向的力學(xué)性能完全相同。（這樣的材料稱為各向同性材料；沿各方向的力學(xué)性能不同的材料稱為各向異性材料。）四、小變形假設(shè)變形遠(yuǎn)小于構(gòu)件尺寸，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,以保證問(wèn)題在幾何上是線性的。（原始尺寸原理）在求某一小變形值時(shí)，其高階小量就可舍去。7§1-3外力及其分類按作用方式分類：體積力：連續(xù)分布在物體內(nèi)部各點(diǎn)上的力 如重力、慣性力分布力：連續(xù)分布在物體一個(gè)面上的力表面力集中力：力的作用面積很小8按作用時(shí)間分類：靜載荷：由零開始緩慢變化至某一定值后 不隨時(shí)間變化，或變化很不顯著。動(dòng)載荷：隨時(shí)間變化的力 （交變載荷、沖擊載荷）外力一般由靜力學(xué)知識(shí)可以求解。9一、內(nèi)力由于外力作用引起的構(gòu)件內(nèi)部各部分的相互作用力的變化量。它是解決構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性問(wèn)題的基礎(chǔ)。求解內(nèi)力的基本方法：截面法（將桿件假想地切開以顯示內(nèi)力，并利用平衡條件確定內(nèi)力的方法。）常見內(nèi)力的類型：軸力FN、剪力FS、扭矩T、彎矩M§1-4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力10截面法示意圖：當(dāng)桿件被截面截開后，桿件原有的外界作用力不變，在截面處增加了幾對(duì)作用力與反作用力。任取一部份作為研究對(duì)象，另一部分被遺棄，遺棄部分對(duì)所取部分的作用，用內(nèi)力來(lái)代替，列平衡方程時(shí)全部作為外力對(duì)待。FNFSMFN′FS′M′二、截面法11截面法的基本步驟：①截開：在所求內(nèi)力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二。②代替：任取一部分。棄去部分對(duì)留下部分的作用，用作用在截面上相應(yīng)的內(nèi)力（力或力偶）代替。③平衡：對(duì)留下的部分建立平衡方程，根據(jù)已知外力來(lái)計(jì)算桿在截面上的未知內(nèi)力（此時(shí)截面上的內(nèi)力對(duì)所留部分而言是外力）。12例：截面法求軸力N。

APP簡(jiǎn)圖APPPAN截開：代替：平衡：13三、應(yīng)力1.定義：由外力引起的內(nèi)力分布集度（密集程度）。

單位：Pa（帕）=N/m2，一般用MPa。

工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準(zhǔn)確而且重要，因?yàn)椤笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開始。14

P

AM①平均應(yīng)力：②應(yīng)力（點(diǎn)的應(yīng)力）：2.應(yīng)力的表示：15③應(yīng)力分解：p

M

垂直于截面的應(yīng)力稱為“正應(yīng)力”；位于截面上的應(yīng)力稱為“剪應(yīng)力”

。

顯然：16因?yàn)橥饬ψ饔脮?huì)引起構(gòu)件變形（尺寸和角度）平均線應(yīng)變：每單位長(zhǎng)度的平均伸長(zhǎng)或縮短。線應(yīng)變（應(yīng)變或正應(yīng)變）：長(zhǎng)度的變化率。角應(yīng)變（切應(yīng)變）：角度的變化量?！汲叽缭恚河?jì)算時(shí)以變形前的尺寸代入平衡方程進(jìn)行計(jì)算。二、應(yīng)變17§1-6桿件變形的基本形式桿：一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其它兩個(gè)方向的尺寸縱向（長(zhǎng)的一個(gè)方向）橫向（短的兩個(gè)方向）18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是相互垂直的直桿：軸線為直線等直桿：軸線為直線，橫截面相同曲桿：軸線為曲線19桿件的四種基本變形形式：(1)拉伸或壓縮 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20(2)剪切 桿受一對(duì)大小相等，方向相反的橫向力，力的作用線靠