材料力学第一章-绪论

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1、材料力学第一章绪论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变形的基本形式内容材料力学的研究对象、内容及任务基本假设基本概念1.1材料力学的研究对象、内容及任务绪论/材料力学的任务1.1.1材料力学的研究对象绪论/材料力学的任务1、可变形固体材料在荷载作用下都会产生变形，包括尺寸的改变和形状的改变——可变形固体。2、构件组成机械或结构物的单个组成部分，统称为构件。3、构件的分类根据构件在空间三方向的尺寸，可分为块、板壳和杆。绪论/材料力学的任务块：三个方向尺寸接近的构件。绪论/材料力学的任务板壳：一方向尺寸远小于其他两方向的构件。板壳绪论/材料力学

2、的任务杆：一方向尺寸远大于其他两方向尺寸的构件。轴线横截面按轴线形式杆件分为：直杆曲杆按横截面形式杆件分为：等截面杆变截面杆绪论/材料力学的任务工程中多为杆结构，故材料力学主要研究对象为杆类。绪论/材料力学的任务绪论/材料力学的任务绪论/材料力学的任务1.1.2材料力学的研究内容及任务一、对构件在荷载作用下正常工作的要求:1、具有足够的强度强度指构件在荷载作用下抵抗破坏的能力，不发生意外断裂或显著的塑性变形。FFFF钢筋绪论/材料力学的任务2、具有足够的刚度指构件在荷载作用下抵抗变形的能力，保证构件的变形不超过工程允许范围。绪论/材料力学的任务3、具有足够的稳定性要求指构件承受荷载时，

3、保持原有的平衡状态的能力，即不丧失稳定。P绪论/材料力学的任务构件的强度、刚度和稳定性均与所用材料的力学性能有关，主要指的是在外力作用下材科变形与所受外力之间的关系。材料结构千差万别，力学性能常常需通过材料试验来测定。离开材料性能学单纯研究材料力学没有实际意义。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；解决一些不能单靠理论解决的问题____——提供合理的理论计算方法绪论/材料力学的任务在满足强度、刚度和稳定性要求的同时，还须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。从安全性出发，要求多用材料；而从经济性出发，需要少用材料。解决安全性与经济性的矛盾，是材料力学发展的

4、基础。绪论/材料力学的任务二、材料力学的任务材料力学研究的最重要任务，就是研究材料在受载过程中变形和破坏的规律。目的：在保证构件满足安全性要求的前提下，以最经济的代价为合理设计构件尺寸、形状，选择适宜的材料，提供必要的理论基础、计算方法与实验技术。1.2材料力学的基本假设绪论/材料力学的基本假设绪论/材料力学的基本假设一、可变形固体的基本特性：1、材料的物质结构具多样性（金属-原子晶体结构；塑料长链分子结构；玻璃、陶瓷的硅氧化物分子晶体结构等）；各种物质结构都具有不同程度的空隙，并可能存在气孔、杂质等缺陷，但大小与构件的尺寸相比极其微小。2、材料（尤其是复合材料）的基本组分之间及基本组

5、分与构件之间力学性能存在差异，材料力学性能反映的是基本组成部分力学性能的统计平均值。绪论/材料力学的基本假设灰口铸铁的显微组织绪论/材料力学的基本假设球墨铸铁的显微组织绪论/材料力学的基本假设普通钢材的显微组织绪论/材料力学的基本假设高分子结构绪论/材料力学的基本假设二、对可变形固体的基本假设1、连续性假设（2）变形后固体仍保持其连续性，在弹性变形范围内无空隙、密实连续。（1）物体在整个体积内充满了物资而毫无空隙，结构是密实的；据此：(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，即：变形后的固体内既无“空隙”，亦不产生“挤入”现象。微观不连续，宏观连

6、续。可以引入无限小概念，可以进行极限、积分、微分的运算。绪论/材料力学的基本假设2、均匀性假设认为物体的力学性能是均匀的，即内部各体积单元的力学性能均相同，均能代表整个物体的力学性能。材料力学中所选取的代表材料力学性能的最小体积单元处决于材料的组成和结构，原则是保证该体积单元包含足够量的基本组分，使力学性能统计平均值基本保持恒定，减少材料力学计算误差。绪论/材料力学的基本假设3、各向同性假设是对常用工程材料的假设。认为材料沿各个方向的力学性能是相同的。微观各向异性，宏观各向同性。4、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。研究变形体的平衡时，静

7、力学的原理适用。分析机构的变形几何关系等问题时，可按原始尺寸计算。绪论/材料力学的基本假设总之：材料力学中把实际材料均视为均匀连续、各向同性材料且在线弹性范围内和小变形条件下进行研究。意义：以均匀、连续、各向同性的可变形固体作为构件材料的力学模型，是理想化的力学模型，误差是绝对的，但使理论研究成为可能，而且基于该模型进行计算所得结果的精度，在多数情况下属工程计算的允许范围局限：近年来材料科学的发展，新型材料不断涌现（例碳纳米管），均匀、连续、各