《材料力學(xué)原理》課件

《材料力學(xué)原理》課件本課件介紹了材料力學(xué)的基本原理和應(yīng)用，包括應(yīng)力、應(yīng)變、強(qiáng)度、屈服、疲勞等概念，并結(jié)合工程實(shí)踐案例進(jìn)行講解。課程簡介課程目標(biāo)掌握材料力學(xué)的基本概念和原理，并能應(yīng)用于工程實(shí)踐課程內(nèi)容力與力的合成、力的平衡條件、應(yīng)力與應(yīng)變、強(qiáng)度理論、屈曲穩(wěn)定性分析、材料性能測試技術(shù)等力與力的合成平行四邊形法則兩個(gè)力合成，其合力為平行四邊形的對(duì)角線三角形法則兩個(gè)力合成，其合力為三角形的三條邊之一力的平衡條件1合力為零2合力矩為零3靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)集中力所引起的應(yīng)力1正應(yīng)力垂直于截面的力所引起的應(yīng)力2剪應(yīng)力平行于截面的力所引起的應(yīng)力集中力作用下的應(yīng)變1正應(yīng)變材料在正應(yīng)力作用下的變形2剪應(yīng)變材料在剪應(yīng)力作用下的變形集中力所引起的撓度1彎曲變形材料在彎矩作用下的變形2撓度梁在彎曲變形后，橫截面中心線移動(dòng)的距離3計(jì)算方法積分法、疊加法等分布荷載所引起的應(yīng)力均布荷載作用在桿件上，其荷載強(qiáng)度在整個(gè)長度上均勻分布集中荷載作用在桿件上，其荷載強(qiáng)度集中在一個(gè)點(diǎn)上分布荷載所引起的應(yīng)變正應(yīng)變材料在正應(yīng)力作用下的變形剪應(yīng)變材料在剪應(yīng)力作用下的變形分布荷載所引起的撓度彎曲變形材料在彎矩作用下的變形撓度梁在彎曲變形后，橫截面中心線移動(dòng)的距離軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變剪應(yīng)力與剪應(yīng)變剪應(yīng)力作用于材料表面，且平行于該表面的力所引起的應(yīng)力剪應(yīng)變材料在剪應(yīng)力作用下，其形狀發(fā)生改變，其角度的變化稱為剪應(yīng)變撓曲應(yīng)力與撓曲應(yīng)變撓曲應(yīng)力材料在彎矩作用下，其橫截面上的應(yīng)力分布撓曲應(yīng)變材料在彎矩作用下，其橫截面上的應(yīng)變分布扭轉(zhuǎn)應(yīng)力與扭轉(zhuǎn)應(yīng)變扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用于材料表面，且平行于該表面的力所引起的應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)變材料在扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用下，其形狀發(fā)生改變，其角度的變化稱為扭轉(zhuǎn)應(yīng)變復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)1正應(yīng)力2剪應(yīng)力3復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)主應(yīng)力理論1主應(yīng)力作用于材料表面，且垂直于該表面的應(yīng)力2主應(yīng)力方向材料表面上應(yīng)力最大的方向3主應(yīng)力理論分析材料在復(fù)合應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度強(qiáng)度理論最大正應(yīng)力理論材料的破壞是由最大正應(yīng)力引起的最大剪應(yīng)力理論材料的破壞是由最大剪應(yīng)力引起的薄壁構(gòu)件承載分析薄壁圓筒承載分析，主要考慮其內(nèi)壓對(duì)壁厚的影響薄壁球殼承載分析，主要考慮其內(nèi)壓對(duì)壁厚的影響厚壁構(gòu)件承載分析應(yīng)力分布厚壁構(gòu)件內(nèi)，應(yīng)力分布不均勻，需要考慮其徑向變化強(qiáng)度分析根據(jù)材料的強(qiáng)度，確定厚壁構(gòu)件的承載能力變形能量理論彈性變形材料在應(yīng)力作用下發(fā)生的變形，在應(yīng)力去除后可以恢復(fù)原狀塑性變形材料在應(yīng)力作用下發(fā)生的變形，在應(yīng)力去除后不能完全恢復(fù)原狀沖擊載荷分析沖擊載荷短時(shí)間內(nèi)作用于材料的載荷沖擊韌性材料抵抗沖擊載荷的能力疲勞損壞理論1疲勞材料在反復(fù)載荷作用下，最終發(fā)生斷裂2疲勞強(qiáng)度材料抵抗疲勞破壞的能力3疲勞壽命材料在疲勞載荷下，可以承受的循環(huán)次數(shù)屈曲穩(wěn)定性分析屈曲材料在壓力或彎矩作用下，發(fā)生突然失穩(wěn)的現(xiàn)象屈曲載荷引起材料發(fā)生屈曲的臨界載荷結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)1輕量化設(shè)計(jì)在滿足強(qiáng)度和剛度要求的前提下，盡量減輕結(jié)構(gòu)重量2材料選擇根據(jù)結(jié)構(gòu)的性能要求，選擇合適的材料3形狀優(yōu)化通過改變結(jié)構(gòu)的形狀，提高其強(qiáng)度和剛度彈塑性力學(xué)基礎(chǔ)材料性能測試技術(shù)拉伸試驗(yàn)測試材料的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率等性能沖擊試驗(yàn)測試材料的沖擊韌性疲勞試驗(yàn)測試材料的疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命常見材料性能指標(biāo)強(qiáng)度材料抵抗破壞的能力韌性材料抵抗沖擊的能力剛度材料抵抗變形的能力材料本構(gòu)關(guān)系模型線性彈性模型適用于材料處于彈性變形階段非線性彈性模型適用于材料處于非線性彈性變形階段塑性模型適用于材料處于塑性變形階段材料選擇與設(shè)計(jì)原則1性能需求確定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、韌性等性能要求2材料性能根據(jù)材料的性能指標(biāo)，選擇合適的材料3成本因素考慮材料的成本和加工工藝4環(huán)保因素考慮材料對(duì)環(huán)境的影響案例分析與研討橋梁設(shè)計(jì)材料力學(xué)在橋梁設(shè)計(jì)中的應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)材料力學(xué)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用機(jī)械零件設(shè)計(jì)材料力學(xué)在機(jī)械零件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用