绪论及基本概念课件

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1、材料力学主要研究杆件的强度、刚度和稳定性等问题，以理论分析为基础，培养学生将工程实际问题提炼成力学问题（即力学建模），从而进行求解的能力以及实验技能，发挥其他课程不可替代的综合素质教育作用，为后续课程的学习打下坚实的基础。材料力学研究什么？123roller4567§1-1材料力学的任务结构物和机械由构件组成。第一章绪论及基本概念8第一章绪论及基本概念结构物实例9对构件在荷载作用下正常工作的要求Ⅰ.具有足够的强度——荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生过大的永久变形(塑性变形)第一章绪论及基本概念FFaFF钢筋b10美国的Ta

2、coma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而产生断裂第一章绪论及基本概念11荷载未作用时塑形变形示例第一章绪论及基本概念荷载作用下F荷载去除后12塑形变形示例第一章绪论及基本概念13Ⅱ.具有足够的刚度——荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。荷载未作用时荷载去除后第一章绪论及基本概念荷载作用下F14第一章绪论及基本概念弹性变形示例15Ⅲ.满足稳定性要求——对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。偏心受压直杆第一章绪论及基本概念16理想中心压杆第一章绪论及基本概念17第一章绪论及基本概念理想中心压杆1

3、8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。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——第一章绪论及基本概念19§1-2材料力学与生产实践的关系赵州桥(石拱桥)595-605年建，充分利用石料的压缩强度安澜竹索桥(宋代建)(1964年改为钢缆承托的索桥)充分利用竹材的拉伸强度第一章绪论及基本概念20通过实验建立理论的初期伽利略(G.Galileo)1638年提出计算梁强度的公式(但结论不正确)胡克(R.Hooke)1678年发表根

4、据实验得出的物理定律——胡克定律第一章绪论及基本概念21材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、刚度和稳定性计算的理论。生产实践科学实验材料力学第一章绪论及基本概念22§1-3可变形固体的性质及其基本假设材料在荷载作用下都会产生变形——尺寸改变和形状改变——可变形固体。对可变形固体的基本假设：Ⅰ.连续性假设——无空隙、密实连续。(1)从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙；(2)变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无“空隙”，亦不产生“挤入”现象。据此：第一章绪论及基本概念23Ⅱ.均匀性假设——各点处材料的力学性能

5、相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。Ⅳ.小变形假设——构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不计。第一章绪论及基本概念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24小变形假设ABCFδ1δ2δ远小于构件的最小尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算，以保证问题在几何上是线性的。这样，计算得到了很大的简化。25PFN1FN2P26§1-4杆件的几何特性第一章绪论及基本概念杆件——纵向尺寸（长度）远比横向尺寸大得多的构件。板和壳：构件一个方向的尺寸（厚度）远小

6、于其它两个方向的尺寸。块件：三个方向（长、宽、高）的尺寸相差不多的构件27直杆——轴线为直线的杆曲杆——轴线为曲线的杆等截面直杆——横截面的形状和大小不变的直杆杆件：直杆：折杆：曲杆：等截面直杆、变截面直杆等截面折杆、变截面折杆*等截面曲杆、变截面曲杆*28§1-5杆件变形的基本形式Ⅰ.轴向拉伸或轴向压缩第一章绪论及基本概念受力特征变形特征29Ⅱ.剪切第一章绪论及基本概念受力特征变形特征30剪切变形31Ⅲ.扭转第一章绪论及基本概念受力特征变形特征32第一章绪论及基本概念扭转变形33Ⅳ.弯曲F1=F2时(从而亦有FA=FB)车

7、轴的AB部分不受剪切——纯弯曲。而车轴的外伸部分既受弯又受剪——横力弯曲第一章绪论及基本概念受力特征变形特征34第一章绪论及基本概念弯曲变形35工程中常用构件在荷载作用下，大多为几种基本变形形式的组合——组合变形。烟囱(压缩+横力弯曲)齿轮传动轴(扭转+水平面内横力弯曲+竖直面内横力弯曲)厂房吊车立柱(压缩+纯弯曲)第一章完第一章绪论及基本概念36赵州桥世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧拱石桥。位于中国河北省赵县，跨洨水。原名安济桥，俗称大石桥。隋开皇十五年至大业元年(595－605年)由匠人李春修建。净跨37.02m

8、，矢高7.23m，桥面宽9m。拱由28券(窄拱)并列组成。大拱券上两端各建有两个小拱(净跨分别为2.85m和3.81m)，以减轻桥身自重和增大泄洪面积。由于桥位良好、基底应力适宜，千余年来虽经多次洪水和地震，桥身基本完好。该桥构思精巧，造型稳重，是世界桥梁史上的杰作。1961年定为中国全国