材料力学b第一章绪论.ppt

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1、DEPARTMENTOFENGINEERINGMECHANICSKUST材料力学绪论埃菲尔铁塔建成于1889年高320m重7000吨金属制件1.8万个铆钉250万个金茂大厦高420.5m总计88层金门大桥建于1933~1937年全长2000m，桥面宽27.4m两侧钢塔：高342m，水面以上227m两钢塔间跨度：1280m桥中心距海面高度60m承重钢索：2.45万吨1940年11月，由于刚度太差，华盛顿塔科马湾大桥在速度为20m/s的风的作用下发生了颤振。物体、结构、构件材料力学的研究对象安全性有效性

2、经济性强度刚度稳定性内力、变形分析§1-1材料力学的任务承载能力刚度—构件在外力作用下抵抗变形的能力。强度—构件在外力作用下抵抗破坏的能力。稳定性—构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力。强度问题断裂塑性大变形刚度问题弹性大变形稳定性问题失稳或屈曲主要内容内力；变形；强度、刚度、稳定性承载能力—强度、刚度和稳定性。构件—机械或工程结构的每一组成部分。变形体—研究对象。材料力学的任务：在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。技术基础课解决工程实际问题设

3、计——根据承载要求和经济条件设计结构校核——在给定载荷作用下，考察构件能否安全正常工作确定许用载荷——确定结构或构件在满足安全性的前提下所能承受的最大载荷。三类问题§1-2材料力学的基本假设1.连续性假设（数学假设）3.各向同性假设（物理学假设）2.均匀性假设（力学假设）组成固体的物质不留空隙地充满了整个固体的体积。固体内各点处具有相同的力学性能。各向同性材料：固体材料内沿各个不同方向的力学性能相同。各向异性材料：固体材料内沿各个不同方向的力学性能不同。灰口铸铁球墨铸铁普通钢材优质钢材4.小变形假设

4、（几何假设）1）材料力学范围内可接受和计算的变形2）变形远小于构件的尺寸3）在原始构形和尺寸上进行结构分析。ABCF固体受力后的变形比固体的原始尺寸小得多。外力——来自构件外部的力根据作用方式，外力可分为：集中力分布力根据时间，载荷可分为:静载荷：不随时间变化或缓慢变化；动载荷：大小或方向随时间变化。交变载荷、冲击载荷。§1-3外力及其分类表面力体积力内力：由于外部载荷作用引起的内力增量，在截面上连续分布。F1FnF3F2§1-4内力、截面法和应力的概念F1FnF3F2内力的主矢和主矩截面法:获得内

5、力的常规方法211）切:将元件切为两部分。2）取:选取其中任一部分为研究对象。3）代:使用内力代替另一部分的作用力4）平:使作用在选取部分上的各力平衡，得到内力。截面法可以概括为4个字：例1-1图示钻床结构，在载荷Fp作用下，试确定截面m-m上的内力。解:用截面法确定内力组成FN＝FPMz＝FPe根据平衡条件F1F2FiFnF3M1M2问题由同一种材料制成的两个杆。它们受相同的外力作用。F1F2FiFnF3M1M2哪个会先破坏？为什么？应力:一点处内力的集度，单位面积上的内力。F1FnF3F2点M处

6、的平均应力点M的应力p应力的定义MMDADF应力p法向分量正应力切向分量剪(切)应力分解合成pM应力的单位pMst§1-5变形与应变σσxxdxτσxσxdxuu+duτβα)(直角改变量bag+==dxduxexydxPointCCDED’E’αβdu正应变：单位长度的线变形点C处沿x方向：剪(切)应变：单元体中直角的改变量点C处参照x、y的方向：单元体§1-6杆件变形的基本形式1.构件分类杆板壳块轴线形心横截面杆——纵向尺寸远大于横向尺寸的构件。横截面轴线直杆、曲杆等直杆轴向拉伸轴向压缩2.杆件

7、变形形式和加载特征轴向载荷——外力的合力沿杆件的轴线方向作用。FFFF1）拉伸或压缩F剪切载荷——两外力等值、反向、平行并稍错开。F2）剪切扭转载荷——外部力偶矢量平行于轴线MM3）扭转弯曲载荷——外部力和力偶矢量垂直于轴线。4）弯曲复杂载荷5）组合变形本章完