材料力学-第1章

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1、材料力学材料力学2010年3月8日Monday回顾理论力学体系静力学运动学动力学回顾理论力学体系研究对象：–质点–质点系–刚体–例外的可变形体•弹簧•索、链回顾理论力学体系静力学研究方法：–取分离体–列平衡关系–求解回顾理论力学体系局限：–大量的研究对象是可变形、可破坏的2008年1月贵州电网冰灾2008年1月贵州电网冰灾2008年5月12日四川汶川地震2009年6月27日上海一栋13层在建住宅楼发生倒覆事故2009年7月23日石家庄晋州187米在建电视塔雨夜折断2010年2月27日智利地震第一章第一章引论

2、引论HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC本学科主要研究对象是弹性体。对于弹性体，除了平衡问题外，还将涉及到变形．以及力和变形之间的物性关系。此外，由于变形，在材料力学中还将涉及到弹性体的失效以及与失效有关的设计准则。将本学科的分析应用于工程，即可对杆类构件或零件进行常规的静力学设计，包括强度、刚度和稳定性设计。第一章第一章引论引论HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC在“刚体静力学”中，忽略了物体的变形，将所研究的对象抽象为刚体。实际上，任何固体受力后其内部质点之间均将产生相对运动，使

3、其初始位置发生改变，称之为位移（displacement），从而导致物体发生变形（deformation）。工程上，绝大多数物体的变形均被限制在弹性范围内，即当外加载荷消除后，物体的变形随之消失，这时的变形称为弹性变形（elasticdeformation），相应的物体称为弹性体（elasticbody）。本章将刚体静力学的等效、简化以及平衡的概念和方法加以扩展，并应用于弹性体，分析弹性体在载荷作用下产生的内力以及内力分量，作为其后的应力分析以及静力学设计的基础。材料力学的基本概念材料力学的基本概念HUAZHONGUN

4、IVERSITYOFSCI&TEC刚体静力学研究力系的等效、简化与力系的平衡，并且应用这些基本概念和理论，分析、确定物体的受力。刚体静力学的模型是质点和质点系以及刚体和刚体系。弹性静力学（材料力学）则主要研究变形体受力后发生的变形，以及由于变形而产生的附加内力。分析方法上，弹性静力学与理论力学刚体静力学也不完全相同。建立在实验基础上的假定、简化计算，是弹性静力学分析方法的主要特点。本章介绍材料力学的基本概念本章介绍材料力学的基本概念、研究、研究方法以及弹方法以及弹性静力学对于工程设计的重要意义。材料力学的基本概念材料力

5、学的基本概念HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC材料力学概述材料力学概述弹性体及其理想化弹性体及其理想化弹性体受力与变形特征弹性体受力与变形特征线弹性材料的物性关系线弹性材料的物性关系工程结构与构件工程结构与构件杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式工程设计程序工程设计程序结论与讨论结论与讨论材料力学的基本概念材料力学的基本概念HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC材料力学概述材料力学概述返回材料力学概述材料力学概述HUAZHONGUNIVERSI

6、TYOFSCI&TEC弹性静力学(elasticstatics)(elasticstatics)又称材料力学(strengthofmaterials)，其研究内容分属于两个学科。第一个学科是固体力学(solidmechanics)，即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析(stressanalysis)。但是，弹性静力学所研究的仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸远大于横向尺寸，这类物体统称为杆或杆件（bars或rods）。大多数工程结构的构件或机器的零部件都可以简化为杆件。第二个学科是材料科学

7、(materialsscience)中的材料的力学行为（behavioursbehavioursofmaterials），即研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能(mechanicalproperties)和失效（failure）行为。但是，弹性静力学所研究的仅限于材料的宏观力学行为，不涉及材料的微观机理。材料力学概述材料力学概述HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC应力分析与材料的力学行为两方面的结合使弹性静力学成为工程设计（engineeringdesign）的重要组成部分，即设计出杆状构

8、件或零部件的合理形状和尺寸，以保证它们具有足够的强度（strength）、刚度（stiffness）和稳定性（stability）。材料力学概述材料力学概述HUAZHONGUNIVERSITYOFSCI&TEC强度问题强度是指构件或零部件具有的一种能力：在强度是指构件或零部件具有的一种能力：在确定的外力作用下，不发生破裂或过量