材料力学(i)第一章

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1、第一章绪论及基本概念§1-1材料力学的任务§1-2材料力学与生产实践的关系§1-3可变形固体的性质及其基本假设§1-4杆件的几何特性§1-5杆件变形的基本形式1§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2第一章绪论及基本概念结构物实例3传统具有柱、梁、檩、椽的木制房屋结构古代建筑结构第一章绪论及基本概念4第一章绪论及基本概念车辆与机械高层建筑5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b6塑形变形示例第一章

2、绪论及基本概念7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8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第一章绪论及基本概念强度问题91999年1月4日18时50分，重庆市綦江县彩虹桥发生整体垮塌，造成40人死亡，14人受伤，直接经济损失631万元。第一章绪论及基本概念10Ⅱ.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F11第一章绪论及基本概念弹性变形示例12第一章绪论及基本概念刚度问题13第一章绪论及基本概念Ⅲ.满足

3、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。理想中心压杆14第一章绪论及基本概念桁架中的压杆1520世纪初，享有盛誉的美国桥梁学家库柏（TheodoreCooper）在圣劳伦斯河上建造魁比克大桥(QuebecBridge)1907年8月29日，发生稳定性破坏，85位工人死亡，成为上世纪十大工程惨剧之一。第一章绪论及基本概念16大型桥梁的强度、刚度和稳定性问题上海南浦大桥澳门桥第一章绪论及基本概念17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

4、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18§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19建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔塔高9层共67.31米，用木材7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔第一章绪论及基本概念20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

5、21§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22Ⅱ.均匀性假设——各点处材料的力学性能相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。Ⅲ.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23§1-4杆件的几何特

6、性直杆曲杆主要几何因素：横截面、轴线等截面杆和变截面杆第一章绪论及基本概念24§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25Ⅱ.剪切第一章绪论及基本概念26剪切变形第一章绪论及基本概念27Ⅲ.扭转第一章绪论及基本概念28第一章绪论及基本概念扭转变形29Ⅳ.弯曲F1=F2时(从而亦有FA=FB)车轴的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30第一章绪论及基本概念弯曲变形31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

7、)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32复习要点：第一章绪论及基本概念※明确构件强度、刚度、稳定性要求的概念；※理解变形固体的基本假设的意义；※了解杆件变形的基本形式。33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，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.

8、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年定为中国全国重点文物保护单位。第一章绪论及基本概念34