材料力学教程-绪论

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1、材料力学绪绪论论主讲教师¢20世纪以前,在力学知识的积累、应用土建学院力学系——梁小燕和完善的基础上，逐渐形成和发展起来办公地点——综合实验楼511的蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、舰船、兵器等大型工业推动了近代科学技术Tel——51688447和社会的进步。教材材料力学III刘鸿文主编高等教育出版社第4版高教出版社2010年3月2日最早的蒸汽机车¢20世纪中，一些高科技及其在各工业领域的应用与力学特别是工程力学密不可分。高层建筑与大型桥梁金茂大厦高层建筑与大型桥梁楼高420.5m共88层浦江两岸桥面结构高层建筑与大型桥梁立柱与缆索黄浦江上的扬浦大桥桥墩上海南浦大桥H海洋石油钻井平台澳

2、门桥(连接珠海和澳门)航空航天器载人飞船(MannedSpacecraft)太阳能电池帆板vAvABA交会（Rendezvous)对接（Docking)H高速列车车头长江三峡工程荷兰拦海大坝大型水利工程设施工程事故垮塌后的彩虹桥垮塌前的彩虹桥垮塌后的彩虹桥垮塌前的彩虹桥1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成：<40人死亡；<14人受伤；<直接经济损失631万元。人跑步时脚上的力量有多大？脚上的力量12500N6000N4500N3500N3000N假设人体重量为750N非工业工程中的工程力学问题为什么赛车运动员起跑前要将车轮与地面摩擦生烟？棒球在被球棒击打后，其速

3、度的大小和方向发生了变化。如果已知这种变化即可确定球与棒的相互作用力。为什么赛车结构前细后粗；车轮前小后大？H赛车结构第一节材料力学的任务*承载能力：构件承受荷载的能力。几个方面来考虑为构件提供强度、刚度、稳定性强度：构件具有足够的抵抗破坏的能力。计算的理论和方法，并为构件选用适强度—不因发生断裂或塑性变形而失效；宜的材料，确定合理的截面尺寸，达到既经济又安全的目的。刚度：构件具有足够的抵抗变形的能力。刚度—不因发生过大的弹性变形而失效；稳定性：构件保持原有平衡状态的能力。材料力学：研究构件的承载能力。稳定性—不发生因平衡形式的突然转变而失效。强度失效强度失效稳定失效刚度失效198

4、3年10月4日，高54.2m、长17.25m、总重565.4kN大型脚手架失稳坍塌，5人死亡、7人受伤。稳定问题;地面未夯实，局部杆受力大；;横杆之间的距离太大2.2m>规定值1.7m;;与墙体连接点太少；;安全因数太低：1.11-1.75<规定值3.0。稳定失效强度、稳定失效c疲劳失效—由于交变应力的作用,初始裂纹不断扩展而引起的脆性断裂.c松弛失效—在一定的温度下,应变保持不变,应力随着时间增加而降低,从而导致构件失效.东方航空公司客机成功迫降前起落架锁连杆安装螺栓(销子)意外断裂材料力学对变形固体所做的几个基本假设：第二节变形固体的基本假设11均匀连续性假设均匀连续性假设机械

5、或结构中的各种构件，都是由各种在固体内各点都有相同的力学性质，并且组成固材料制成的，由这些材料组成的固体，在外力体的微粒毫无间隙的充满了整个几何容积。作用下，都会发生形状及尺寸的改变，即变形。变22各向同性假设各向同性假设弹性变形变形固体在各个方向上具有相同力学性质。形{具有相同力学性质的材料为各向同性材料。塑性变形33小变形假设小变形假设材料力学是在弹性范围内研究构件的承载能力。构件在外力作用下所产生的变形与其整个构件的几何尺寸相比是极其微小的。第三节外力、内力、应力的概念内力的特征:(1)连续分布力系1.外力：周围物体对所研究的构件施加的作用力(2)与外力组成平衡力系(特殊情形

6、下内力本身形成自相平衡力系)F1F2F1F2F3Fn2.内力：F3在外力作用下，物体内部一部分与其Fn它部分的相互作用力。截面法（1）内力主矢与内力主矩（2）内力分量F1F2FQFRMxF3FnFNF1MMFBR在确定的坐标系中,轴力、剪力、扭矩、弯矩及其可能产生的变形效应。FM33.应力—内力在一点的分布集度一般情形下，应力与相应内力分量应力:单位面积上的内力关系如下：P1yΔFNPyΔFSy△FRσ=limΔΑ→0ΔA∫σxdA=FNAΔAΔFNτxyMyΔFSzτ=limΔFS(σdA)z=MdAσx∫xyxΔA→0ΔAAτxzFNxP2z∫A(σxdA)y=−MzMz垂直于

7、截面的应力称为“正应力”Pz位于截面内的应力称为“剪应力”线应变ACB第四节变形与应变Δu线位移杆件变形前后位置的连线εm=△x△uΔx角位移变形后杆件某线段或平面转过的角度limΔuε=P△x→0Δx－A点的线应变角位移CDγAθABD角应变'dy直角的改变量线位移γdx第五节杆件的基本变形1杆：直杆、曲杆；等截面杆、变截面杆2杆件变形的基本形式横截面轴线教材、主要参考书：《材料力学》第四版刘鸿文《材料力学》范钦珊《材料力学》孙训方