《变形体力学概述》PPT课件

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1、力刚体物体可变形固体运动（平衡）变形破坏第二篇构件的承载能力第4章变形体力学概述4.1变形体力学的任务4.2变形固体的基本假设4.3内力、截面法和应力的概念4.4变形与应变的概念4.5构件的分类、杆件变形的基本形式4.1变形体力学的任务一.工程要求设计机械结构零件构件(可变形固体)要求:构件具有足够的承载能力?构件的承载能力包括强度----构件抵抗破坏的能力刚度----构件抵抗变形的能力稳定性----维持原有平衡状态的能力1.强度2.刚度3.稳定性问题:1.什么叫构件的强度刚度稳定性?2.什么叫构件具有足够的强度刚度稳定性?```

2、`?“破坏”失效变形弹性变形---去掉载荷能恢复的变形塑性变形---去掉载荷不能恢复的变形（永久变形，残余变形）足够的强度----构件在规定的载荷作用下不发生破坏足够的刚度----构件在规定的载荷作用下不发生过大的弹性变形足够的稳定性----构件在规定的载荷作用下不失稳香港青马大桥南京长江二桥（斜拉桥，628米）江阴长江大桥（悬索桥，1385米）美国金门大桥（悬索桥，1280米）加拿大魁北克大桥彩虹桥事件40人死亡；14人受伤；直接经济损失631万元。1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成：垮塌前的彩虹桥垮塌后的

3、彩虹桥二.任务保证构件具有足够的承载能力的前提下，以最经济的代价；选择适宜的材料；确定合理的截面形状和尺寸；提供必要的理论基础和计算方法。矛盾：安全----经济为构件三．研究的内容和方法内容１．外力变形的规律破坏的规律２．材料的力学性质３．截面形状和尺寸与承载关系方法１．实验手段２．理论分析几何方面物理方面静力方面说明：1.三方面要求不一定同时都要满足，对具体的构件一般以一方面为主要条件。2.有些要求相反。1设计煤气罐安全销（要求是相反的）2有些构件要求产生较大的弹性变形，如跳水员跳板，轿车弹簧等。构件可变形固体各种材料在研究中可

4、能以整体,部分,微块为对象,在方法上要用到数学中的微积分,所以首先要对可变形固体进行一定的假设1.连续性2.均匀性3.各向同性4.2变形固体的基本假设小变形条件原始尺寸原理在静力学中,建立平衡方程,运动方程,动力方程,都是把物体抽象为刚体来进行的在变形体力学中,不能再把物体看作刚体.变形是客观存在的,当结构的支反力没有求出时,变形是无法求解的,为了应用静力平衡方程,求出支反力,引入小变形原理(原始尺寸原理)变形量<<原始尺寸L<

5、.即完全按理论力学的方法求解.FLLFFLLL`L``一.内力注意区别于静力学中的内力方法:§§4.3内力应力的概念定义：在外力作用下，物体内部相互作用力的变化量（附加内力）。截面法特点：外力增大,内力增大,但有限度。截取代平衡方程平二.应力全应力26应力单位1N/m=1Pa1MPa=10Pa1GPa=10Pa9=A0FAp应力分解垂直截面的正应力与截面相切的切应力FpA----拉为正，压为负。----对体内任一点取矩，顺时针为正定义：内力的集度一.变形位移构件在外力作用下要产生变形。4.4变形位移应变的概念变形：构件在外力作用下

6、尺寸和形状的改变。位移：构件在变形的同时，其上的点线面相对于初始位置的变化。``变形可表现为任一点的线位移和任一横截面的角位移。二.应变线应变一点处沿某一方向长度的改变程度.例：伸长缩短xuuduxdxx=x0=Limyxz.均为无量纲的量。切应变互相正交的任意两条线段夹角的改变量yxz直角变大直角变小一．主要研究对象构件外形：杆板壳块。```杆-----纵向尺寸>>横向尺寸，如柱轴梁。``直杆-----轴线为直线，横截面与轴线垂直。4.5构件的分类杆件变形的基本形二.杆件变形的基本形式工程中的构件往往

7、受载都比较复杂,我们先抓住主要的作用,将构件的受力进行抽象,基本变形可分为四种。1.拉，压2.剪切3.扭转4.弯曲受力简图：外力作用特点：通过轴线。1.拉，压2.剪切受力简图：外力作用特点：一对力，大小相等，方向相反，相距很近。3.扭转特点：力偶作用面垂直轴线。4.弯曲特点：力垂直轴线。力偶作用面通过轴线。