材料力学 第一章绪论1

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1、12上海工程技术大学基础教学学院工程力学部3第一章绪论§1—1材料力学的任务与研究对象§1—2材料力学的基本假设§1—3外力与内力§1—4材料力学研究的主要内容力学在各领域的应用、小结4§1—1材料力学的任务与研究对象P一、强度、刚度与稳定性A1.构件：组成机器或结构物的每一个元件DBAD：梁；BC：杆；NB静力学：可求AD梁A、B、D处的约束反力。BC即：１）受力图２）列平衡方程Fx0,XA0CFY0,YANBP0NCPMA0,NBABPAD0AD若：P100kN,AB1m,AD1.2mBXA解得:N120kN,Y20kNNB

2、ABYA5问题：1、此结构能否正常的工作？即：是否能负担起应当承受的载荷？1)梁是否会断,支撑杆能否被压坏;2)支撑杆受压缩变形过大，梁弯曲变形是否过大；3)BC杆能否保持原平衡状态不变？PAPADPBDBADBCPCPABDCC2、要正常工作应有那几个指标来衡量？62、要正常工作应有那几个指标来衡量？（1）足够的强度；强度：抵抗破坏的能力。AD不折断，BC不被压坏。PAD（2）足够的刚度；B刚度：构件抵抗变形的能力。C（3）足够的稳定性。稳定性：构件保P持原平衡状态的能力。PAADBDBCC7AD梁的强度问题BC杆的强度问题PAPADBBDCCAD梁、BC杆的刚度问

3、题BC杆的稳定性问题PPAABDDBCC8衡量构件安全工作的三个主指标：（1）强度：构件在外力作用下抵抗破坏的能力。（2）刚度：构件在外力作用下抵抗变形的能力。P（3）稳定性：构件在外力作用下保持原有平衡状态的能力。AD构件的强度、刚度和稳定性是与构件B的材料、截面形状与尺寸、成本有关。结论：材料力学是一门研究构件承载能力的科学。C材料力学的任务：1）研究构件在外力作用下的内力、变形和破坏的有关规律；2）为设计构件提供有关强度、刚度和稳定性计算的基本原理和方法。91011材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受荷载之

4、间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截面形状。材料的力学性质：指材料在外力作用下表现的破坏和变形的情况。可由实验测定。12二、材料力学的研究对象理论力学：研究对象是刚体，即物体的变形是可以忽略不计的。材料力学：是研究构件的承载能力与变形的问题。材料力学：研究对象：杆件，是要变形的固体。P杆PmA轴mPB横截面：垂直长度方向的截面。梁轴线：各横截面形心的连线。等直杆：各横截面均相同的直杆。NNBA13杆件板杆板壳：：空空间间一一个个方方向向的的尺尺度度远远大小于于其其它它两两个个方方向向的的尺尺度度，，这且种各至弹处少

5、性曲有体率一称均方为为向杆零的（，bar)这曲种率弹不性为体零称，为这板种P弹la性te体称为壳shell。壳块体体：空间三个方向且有相同量级的尺度，这种弹性体称为体body。14等直杆：各横截面的大小结：直杆：轴线为直线的杆。小相同的直杆。杆变截面直杆：各横截面的曲杆：轴线为曲线的杆。大小不相同的直杆。杆的两个几何要素横截面：垂直于杆长度方向的截面。横截面轴线轴线：各横截面中点的连线。为研究方便对变形体作一些必要的基本假设。15§1—2变形固体及其基本假设一、变形固体：在外力作用下发生变形的固体。二、变形固体的基本假设：1、连续性假设：认为变形固体整个体积内都被物质

6、充满，没有空隙和裂缝。2、均匀性假设：认为变形固体整个体积内各点处的力学性质相同。3、各向同性假设：认为变形固体沿各个方向的力学性质相同（不适合所有的材料）。为什么要提出这些假设？16三、研究材料力学的前提条件——小变形。小变形：构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常小。12lN140kN,N2203Bl0.231mmδ11l0.173mm20.76mmA2C210.173mmFδN1AA1lAC1m,30FN2F2A1000mm,F20kN,求N1、N2时，AC杆水平，而不变。E200GPa在求构件在外力作用下各

7、杆的内力时，变形忽略不计，按杆件原尺寸计算。17§1—3外力与内力材料力学研究的对象是杆件。一、外力：外力：就所研究的对象而言，其它构件和物体对其的作用力。AD梁：P,YXN;A,A,B外力：称为此构件所受的外力。BC杆：NN;C,BPNPBADBADBBXANCBCYNAC18外力的分类MqP按作用方式分：AB表面力：作用于构件表面的力。DC集中力，分布力，力偶。体力：连续分布于物体内部各点上的力，自重。按时间变化分为：静荷载，不随时间变化的荷载，或：随时间极缓慢变化的荷载。动荷载：随时间变化的荷载。交变载荷：随时间作周期性变化的载荷。冲击载荷：在