材料力学第一章绪论lxy2

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1、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应力§1-5应变§1-6胡克定律§1-0材料力学发展简介1试弓定力图—东汉赵州桥—隋朝(使用至今）材料力学发展简介中国古代有关材料力学的应用§1-0材料力学发展简介23中国古代力学史的启示自豪：世界文明发源地之一遗憾：少有完整科学理论未来：科学再次振兴与腾飞45材料力学在近代的发展伽利略像1638年：材料力学的开端《关于两种新科学的对话》开创了用实验观察——合理的假设——形成科学理论的方法自由落体实验67胡克的弹性

2、实验装置1678年：发现“胡克定律”雅各布.伯努利，马略特：得出了有关梁、柱性能的基础知识，并研究了材料的强度性能与其它力学性能。库伦：得到了梁的弯曲正应力和圆杆扭转切应力的正确结果8(瑞士)欧拉像主要研究梁的变形：《曲线的变分法》，推导出受横向力的悬臂杆的挠度表达式《关于柱的承载力》，讨论了压杆稳定问题，引入了临界载荷的概念。还研究了大变形问题、变截面梁的问题、具有初始曲率杆的问题。9(瑞士)约翰.伯努利像(意大利)拉格朗日像提出“虚位移原理”阐述了“虚功原理”10(英国)托马斯.杨像(法国)纳维像

3、定义“弹性模量”研究了扭转问题、梁的弯曲问题、提出了解超静定问题的位移法1826年，第一本《材料力学》11(法国)泊松像定义“泊松比”(法国)圣维南像研究了扭转和弯曲问题，提出了“圣维南原理”12(乌克兰)铁摩辛柯像建立“铁摩辛柯梁”模型研究了圆孔附近的应力集中问题，梁板的弯曲振动问题，薄壁杆件扭转问题，弹性系统稳定性问题等出版了大量力学教材：《材料力学》，《高等材料力学》，《结构力学》，《板壳理论》等20多部13材料力学在现代的发展19世纪中叶，铁路桥梁工程的发展，大大推动了材料力学的发展；当时，材料力学

4、的主要研究对象为钢材；20世纪，各种新型材料(复合材料、高分子材料等)广泛应用，实验水平、计算方法不断提高；材料力学所涉及的领域更加广阔，它仍在发展。14美国“西奥多·罗斯福”号航母波音737飞机15长江三峡工程海洋石油钻井平台16叉车汽车17“北京二号”探空火箭，中国第一枚高空探空火箭，被誉为“亚洲第一箭”58年由北航师生研制成功。18“无侦五”，1981年由北航交付部队使用，为填补我国航空工业空白的小推力涡轮喷气发动机及国内第一套遥控遥测信标三合一地面控制站和机载设备19北航研制的共轴式单人单座直升机，

5、97年8月试飞成功，我国第一架自行研制的共轴式有人直升机。20构件：组成机械与结构的零构件，统称为构件变形：构件尺寸与形状的变化弹性变形：外力解除后可消失的变形塑性变形：外力解除后不能消失的变形破坏——显著的塑性变形和断裂。§1-1材料力学的任务与研究对象构件与构件的力学响应失稳——原有平衡形式的丧失。21强度问题重庆綦江彩虹桥构件安全工作的基本要求：具有足够的强度、刚度与稳定性破坏22刚度问题变形23Tacoma海峡新桥Tacoma海峡大桥1940年破坏原有平衡破坏稳定性问题24毁坏的高压电线塔稳定性问题

6、25稳定性问题南京电视台脚手架失稳26强度、刚度、稳定性问题27构件的承载能力：强度—构件在外力作用下抵抗破坏的能力；刚度—构件在外力作用下抵抗变形的能力；稳定性—构件在外力作用下保持原有平衡形式的能力。构件安全工作的基本要求：具有足够的强度、刚度与稳定性28材料力学的任务：研究构件在外力作用下变形、内部受力与破坏的规律，为合理设计构件提供强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法。29材料力学的研究对象杆件，简单杆系，某些形状与受力都较简单的板壳杆件：l＞＞b,h轴线横截面30板壳：t<

7、按受力与变形）分类杆轴梁3233讨论：仅研究杆件，有何意义？栋梁骨架中流砥柱34§1-2材料力学的基本假设连续性假设：认为材料无空隙地充满于整个构件。均匀性假设：构件内每一处的力学性能相同。各向同性假设：构件某一处材料沿各个方向的力学性能相同。35思考：金属材料在宏观、细观和微观是否连续、均匀与各向同性？铁碳合金（0.2C%）宏观：连续，均匀，各向同性；细观：非连续（微缺陷、微孔洞等）；，非均匀（微夹杂、晶界等）；各向异性（晶粒方位）；微观：分子原子内部结构的非连续，非均匀，各向异性。3637思考：举例说明

8、均匀与非均匀、各向同性与各向异性的概念。AxyB··均匀性：宏观A、B两点性质材料相同；各向异性：x、y方向性质不同。38一、外力§1-3外力与内力表面力：气体、液体压力，接触压力。体积力：重力，电磁力等。分布力集中力作用方式39静载荷：不随时间改变或变化很慢。动载荷：随时间显著变化或使构件各质点产生明显加速度。随时间变化性质40内力的求法：截面法内力：构件内部相连各部分之间有相互作用力。二、内力与截面法1111