绪论安徽农业大学工学院何忠祥

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1、绪论安徽农业大学工学院何忠祥Email:hezhongxiang@ahau.edu.cn主要内容材料力学的研究对象变形固体的基本假设外力与内力正应力与切应力变形与应变杆件变形的基本形式第1章绪论8/13/20212绪论§1-1材料力学的研究对象§1-1材料力学的研究对象《材料力学》是研究工程材料的力学性能以及构件的强度、刚度、稳定性计算理论的科学。《材料力学》是一门重要的专业基础课。其理论与工程技术紧密相连，其研究方法对工程问题的研究具有借鉴意义。它是从基础知识向专业知识过渡的中介或桥梁。在思维方式上则是从纯抽象思维向工程思维转变的纽带。本课程既为后续课程的

2、学习打基础，又能直接用于工程设计。《材料力学》的特点——三多：概念多、公式多、计算多8/13/20214《材料力学》的研究方法：理论分析与实验相结合。表现在：1.一些理论以实验结果得出的某些假设为前提；2.材料的力学性质(即材料在外力作用下的变形规律)要通过实验获得。《材料力学》的学习要求：按时上课，适当作一些笔记，特别是一些例题及其解题思路及方法。做题时要注意从工程设计者角度出发考虑问题。平时注意观察与思考，了解一些工程结构。学会处理力学问题的一般方法——由实际问题抽象出力学模型，对力学模型进行分析，运用有关理论解决问题。8/13/20215§1-1材料力

3、学的研究对象《材料力学》是研究工程材料的力学性能以及构件的强度、刚度、稳定性计算理论的科学。《材料力学》以构件和简单结构为研究对象，其任务是为构件选择合适的材料，设计合理的截面形状和尺寸，使设计达到既安全又经济的目的。构件（Member）——组成机械的零部件或工程结构中的构件的统称。构件的分类——杆件，板、壳，块体等。8/13/20216杆件(Bar)——长度尺寸远大于横向尺寸的构件，其几何要素是横截面和轴线。其中横截面与轴线垂直；轴线是截面形心的连线。8/13/20217上述构件都是对工程实际构件的简化与抽象，即力学模型。它们分别是不同的力学分支的研究对象

4、。材料力学的主要研究对象是杆件，而板、壳、块体则是弹性力学等力学分支的研究范畴。8/13/20218强度（Strength）——构件在外力作用下抵抗破坏的能力。（破坏包括断裂、破裂、过大的变形等）。F1F3F2F4F5F68/13/20219强度（Strength）——构件在外力作用下抵抗破坏的能力。（破坏包括断裂、破裂、过大的变形等）。8/13/202110刚度（Rigidity）——构件在外力作用下抵抗变形的能力。（刚度大，变形小；刚度小，变形大）8/13/202111稳定性（Stability）——构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力（是否会弯折的

5、问题）。8/13/202112稳定性（Stability）——构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力（是否会弯折的问题）。8/13/202113实际工程构件可能出现上述三种现象中的一种或同时出现几种的组合。结果是构件丧失继续稳定工作的能力，称为构件的失效。材料力学的任务就是要研究使构件在外力作用下不失效的基本理论和设计计算方法。8/13/202114构件失效导致的工程事故8/13/2021158/13/2021168/13/202117绪论§1-2变形固体的基本假设§1-2变形固体的基本假设《理论力学》研究力对物体作用的外效应，研究力与机械运动之间的普遍规

6、律，其研究对象抽象为刚体《材料力学》研究力对物体作用的内效应，研究力与物体的变形及破坏的规律，其研究对象抽象为可变形固体。实际工程构件材料的微观组织结构非常复杂，为便于分析，对此要进行一定的抽象与简化，提出一些基本假设，以作为分析的理论前提。材料力学中有如下基本假设：连续性假设；均匀性假设；各向同性假设。8/13/2021191.均匀性假设——固体内各点处的机械性质完全相同。2.连续性假设——组成固体的物质无空隙的充满固体的几何空间。3.各向同性假设——材料沿各个不同方向的机械性质完全相同。8/13/202120灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织8/13/

7、202121普通钢材的显微组织优质钢材的显微组织8/13/202122小变形假设——构件在外力作用下发生的变形量远小于构件的几何尺寸。这一假设保证构件处于纯弹性变形（即卸去外载荷后变形能完全消失的变形）范围内。这一假设还保证了叠加法的成立。小变形假设与原始尺寸原理原始尺寸原理:研究构件在小变形下的受力平衡问题时可以忽略变形的影响，仍以未加载时的位置作为平衡位置。A'δ1δ2BCA8/13/202123绪论§1-3外力与内力§1-3外力与内力一、外力外力即构件受到的其他物体的作用力，包括载荷与约束力。载荷：一切导致物体变形和产生内力的物理因素。按作用性质不同，

8、载荷可分为两大类第一类载荷：可简化为作用在物体上的外