《材料力学绪论》PPT课件

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1、1材料力学Mechanicsofmaterials土木工程学院-力学系主讲教师：杨大方联系方式：考试方式：采用闭卷方式考试题型：（填空、选择、判断）、计算考试成绩：卷面成绩（70%）+课后作业（15%）+出勤率及课堂纪律（15%）课堂纪律：1.不要乱讲话；2.不允许缺勤、有事可以请假；3.上课期间手机一律调为静音或振动。古代建筑北京奥运2008鸟巢埃菲尔铁塔占地一公顷，除了四个脚是用钢筋水泥之外，全身都用钢铁构成，塔身总重量7000吨。现代建筑6上海南浦大桥海洋石油钻井平台上海南浦大桥是上海最早建成的越江大桥，全长8346m,通航净高46m

2、，5.5万吨级巨轮可从桥下通过，主桥设6条机动车道，桥面总宽度为30.35m，于1991年底建成通车。7空间站和航天器8国防的兵器工业大型水利工程设施葛洲坝三峡大坝小浪底都江堰10波音737飞机汽车民用生活11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§1-5杆件变形的基本形式§1-4材料力学研究对象（杆件）的几何特性12§1-1材料力学的任务荷载；结构物和机械由构件组成。第一章绪论及基本概念13第一章绪论及基本概念结构物实例意大利比萨斜塔，是中世纪欧洲最重要的建筑遗迹之一

3、，即使不倾斜也依然是建筑史上的瑰宝。它始建于1173年，设计为垂直建筑，但是在工程开始后不久便由于地基不均匀和土层松软而倾斜，1372年完工，塔身倾斜向东南。由于倾斜程度过于危险，比萨斜塔曾于1990年1月7日停止向游客开放，经过12年的修缮，斜塔被扶正44cm，基本达到了预期的效果，2001年12月15日起再次向游人开放。14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b15强度问题重庆綦江县彩虹桥事件（1999年1月4日）16美国的T

4、acoma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17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18塑形变形示例第一章绪论及基本概念19Ⅱ.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F20第一章绪论及基本概念弹性变形示例21Ⅲ.满足稳定性要求——构件在原有形态下的平衡应保持稳定的平衡。第一章绪论及基本概念22毁坏的高压电线塔（2008年春节，南方大雪造成很多电线塔失稳破环）稳定性问题23稳定性问题2007年1月30日，

5、宁波一18层楼高塔吊突然拗断操控工人坠落摔死24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25§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26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

6、.Hooke)1678年发表根据实验得出的物理定律——胡克定律第一章绪论及基本概念27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28§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：1.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对于可变形固体制成的构件，在

7、进行强度、刚度或稳定性计算时，通常略去一些次要因素，将它们抽象为理想化的材料，然后再进行分析。292.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。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。第一章绪论及基本概念构件进行受力分析时可忽略其变形。因此，在确定构件内力和计算应力及变形时，均按构件的原始尺寸进行分析计算。3.各向同性假设——材料沿各个方向的力学性能是相同的。30§1-4材料力学研究对象（杆件）的几何特性直杆的主要几何因素：横截面、轴线，前者指直杆沿垂直于其长

8、度方向的截面；后者为所有横截面形心的连线。第一章绪论及基本概念直杆是纵向（长度方向）尺寸远比横向（垂直于长度方向）尺寸要大得多的构件。梁、柱和传动轴都可抽象为直杆。等截面曲杆的几