材料力学 第一章 绪论1

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1、第一章绪论材料力学第一章绪论自我介绍：桑建兵，河北工业大学机械工程学院工程力学系。E-mail：sangjianbing@hebut.edu.cn第一章绪论要求：（1）作图要规范，要用直尺、三角板及圆规等工具作图。（2）每周交一次作业，周一由课代表收齐后按照学号排好顺序上交。（3）整个学期随机点名4~6次，4次点名没到的同学取消考试资格。（4）平时成绩占20%-30%第一章绪论§1-1材料力学的任务§1-2变形固体的基本假设§1-3外力及其分类§1-4内力、截面法和应力的概念§1-5变形与应变§1

2、-6杆件变形的基本形式第一章绪论工程结构或机械的各组成部分统称为构件§1-1材料力学的任务第一章绪论工程结构或机械结构实例：第一章绪论工程结构或机械结构实例：对构件在荷载作用下正常工作的要求（构件的承载能力）Ⅰ.具有足够的强度——即构件具有足够的抵抗破坏的能力。FFaFF钢筋b第一章绪论第一章绪论§1-1材料力学的任务美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而产生断裂强度问题：第一章绪论§1-1材料力学的任务强度问题：垮塌后的彩虹桥1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生

3、垮塌，造成：40人死亡；14人受伤；直接经济损失631万元。第一章绪论§1-1材料力学的任务Ⅱ.具有足够的刚度——即构件应具有一定的抵抗变形的能力。荷载未作用时荷载去除后荷载作用下F第一章绪论§1-1材料力学的任务刚度问题：第一章绪论§1-1材料力学的任务刚度问题：第一章绪论§1-1材料力学的任务Ⅲ.满足稳定性要求——即构件应具有足够的保持原有平衡状态的能力。第一章绪论§1-1材料力学的任务稳定性问题：在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。

4、第一章绪论材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题第一章绪论对可变形固体的基本假设：§1-2变形固体的基本假设Ⅰ.连续性假设——物质不留空隙地充满了整个固体。（可用微积分数学工具，力学量是坐标连续函数。）Ⅱ.均匀性假设——固体内各点处材料的力学性能相同。（晶粒在统计意义上是平均的）。Ⅲ.各向同性假设——固体内各点沿各方向的力学性质完全相同。（这样的材料称为各向同性材料；沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料。）第一章绪论外力按作用方式分：体积力

5、：重力、惯性力；表面力：水压力、面接触的力；§1-3外力及其分类第一章绪论§1-3外力及其分类钢筋混凝土结构的自重是主要载荷第一章绪论§1-3外力及其分类水闸的水压力是表面力，为分布载荷第一章绪论外力按分布面积分：分布力：体积力、表面力；集中力：火车车轮对钢轨、支座等。§1-3外力及其分类第一章绪论外力按随时间变化分：静载荷：自重，变化相对较慢；动载荷：交变载荷、冲击；§1-3外力及其分类第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念内力：受外力作用引起的相互作用；材料力学中的内力：物体内部各部分之间

6、因外力而引起的附加相互作用力，即“附加内力”；内力随外力的增加而加大，随外力的撤除而消失。一、内力的概念二、内力的计算杆件内部各相连部分之间产生相互作用力1.假想截开3.向形心简化2.内力代替第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念将主矢FR和主矩MC沿坐标轴分解FN——轴力FSy和FSz——剪力My和Mz——弯矩Mx——扭矩4.平衡求解这种根据隔离体的平衡条件，由外力确定内力的方法称为截面法第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念例1-4-1：在载荷F作用下的悬臂梁如图所示，试确定截面m—m

7、上的内力。第一章绪论FSMFFaamm第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念例1-4-2：钻床如图所示，在载荷P作用下，试确定截面m—m上的内力。第一章绪论∴POFNM第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念应力：内力系在某点的内力集度，反映内力系在该点的强弱。FAC第一章绪论§1-4内力、截面法和应力的概念应力p可分解：正应力——；切应力——。p应力单位：牛/米2（N/m2），称为帕斯卡或简称帕（Pa）。通常使用的是兆帕，即MPa（1MPa=106Pa)第一章绪论§1-5变形和

8、应变xyMM’DxMLNM’L’N’Dx+s第一章绪论§1-5变形和应变DxMLNM’L’N’Dx+s§1-5变形和应变1、变形在外力作用下物体形状和尺寸发生改变2、位移变形前后物体内一点位置的变化3、应变度量构件一点处的变形程度平均线应变角应变线应变绪论(preface)例1-5-1:求ab边的平均应变和ab、ad两边夹角的变化250200adcba’0.025g第一章绪论第一章绪论250200adcba’0.025g小变形假设ABCFδ1δ2δ远小于构件的最小尺寸，在研究构