材料力学 第一章-绪论

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1、材料力学MechanicsofMaterials赠同学们一句话：物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。自天子以至于庶人，壹是皆以修身为本。曾子《大学》格物——至知——诚意——正心——修身——齐家——治国——平天下1目的对学科有一个初步的概念上的了解懂得重要性，引起学习它的兴趣了解恰当的学习方法内容材料力学的任务、作用和地位基本假设基本概念变形的基本形式第一章绪论材料力学MechanicsofMaterials2§1.1材料力学的来龙去脉本节站在力学史和力学方法论的发展观、自然科学的价值观上，追根溯源，展望去向，力图使你对于材料

2、力学有如下的宏观感觉和总体把握会当凌绝顶，一览众山小一、材料力学的由来——学科发展的必然性二、材料力学的任务——工程需要的迫切性三、材料力学的作用——承前启后的阶段性四、材料力学的学习——爱学会学的自觉性3一、材料力学的由来——学科发展的必然性你将会确信：从学科发展观的角度，材料力学的出现，是力学学科的必然结果物理和理论力学：运动的一般规律（质点、刚体）质点：只有质量，没有大小刚体：有质量，有大小，但没有变形（相对位置不变）变形体：有质量，有大小，有变形（相对位置变化）变形：物体内部各质点之间的相对位置变化、尺寸和形状的改变质点——刚体——变形体，人类的认识深化4变形体力学——变形体受力

3、后的运动或变形规律涉及到变形，理论力学无能为力，材料力学当仁不让材料力学是变形体力学最早的分支，有最简捷的结果（1）最简单的模型（2）最基本的概念（3）最根本的方法（4）最典型的结论特点：概念多，变形多，公式多，实验多研究对象——质点？刚体？变形体？根据相对性5二、材料力学的任务——工程需要的迫切性工程需要上看，材力是必然产物材力能成为一门自然科学技术的学科，是人类文明发展积累的成果每时每刻，人类都不得不同受力的物体或结构打交道：从土房、木屋到钢铁塔架、钢筋混凝土大厦（住）从人力车、牛马车到火车、汽车、轮船、飞机、火箭（行）从打猎用的木棍、竹棒到用蒸汽或用电动的机器（用）人们（包括你）生

4、活中的一切，无不涉及受力的问题——受力问题的安全？安全与经济？6长江、松花江的堤坝911的世贸大楼失事的飞机日常的衣食住行涉及的结构它们的第一功能——某方面的第一价值虽然安全保证不是追求的第一功能，但是是人类生存的基本功能材料力学首先回答了安全功能如何保证的问题也是在解决安全问题中发展起来的材料力学形成以前，人们已经懂得一些相关知识，并积累了实践经验隋代的赵州石桥，经计算，符合现代力学原理：7河北赵州桥建于1400年前（隋朝）跨37.02米、宽9米、拱高7.23米，隋允康教授的老师钱令希院士用弹塑性理论计算，结果——压力线完全通过拱轴。8隋允康教授指导博士生用他提出的结构拓扑优化ICM（

5、IndependentContinuousMapping）方法计算的结果，完全类似赵州桥的构型。9真正解决问题，还是材料力学形成以后达.芬奇(LeonardodaVinci,1452-1519)伽利略（Galilei,1564-1642)开始着手解决构件的强度计算问题从那时起，材料力学在奠基长期的积累、发展，逐渐完善形成材料力学材料力学关心的安全体现在——强度(Strength)刚度(Stiffness)稳定性(Stability)…...10具有足够的刚度构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。满足稳定性要求构件在某种外载作用下，保持其原有平

6、衡状态的能力。例如柱子不能弯等。对构件的三项基本要求具有足够的强度构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。例如储气罐不应爆破。（破坏——断裂或变形过量不能恢复）11上面提到了术语1、构件ComponentorMember：组成机械的零件或构筑物的杆件统称为构件2、结构Structure：由构件组成的体系，工程结构是工程实际中采用的结构3、载荷Load：构件和结构承受的负载或荷重载荷有——内载荷外载荷4、变形Deformation：在载荷的作用下，构件的形状及尺寸发生的变化称为变形12材料力学的任务1）研究材料的力学性能2）研究构件的强度、刚度和稳定性等3）合理解决安全与经济之间的矛盾构件的强度

7、、刚度和稳定性均与所用材料的力学性能有关，因此在实验研究基础上，进行和理论分析是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。13三、材料力学的作用——承前启后的阶段性1。后续的力学（其它的变形体力学）学好材料力学对学习其他变形体力学的奠基作用结构力学，弹性力学，塑性力学，断裂力学,纳米力学流体力学理性力学2。后续的专业课程建筑结构机械设计结构设计原理3。有助于学习其它工程：土木、机械、航空、航天、交通、运输、材料、生物、工程、仪表等4。今