材料力学 Ⅰ 第2版 教学课件 作者 金忠谋 1绪论.ppt

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1、电子教案材料力学第一章绪论材料力学材料力学的起源可以追溯到17世纪初材料力学课程性质本课程是工科大学重要的承先启后的技术基础课可直接应用于道路、桥梁、建筑、航空航天以及工程机械设计在基础课与专业课之间起桥梁作用，为学习后续课程（如：结构力学、弹性力学、机械原理等）打下基础本课程的研究方法对今后的学习工作大有帮助材料力学承载能力—构件承受载荷的能力。1.强度2.刚度3.稳定性强度：构件在外力作用下抵抗破坏的能力（牢不牢的问题）。一、材料力学的任务材料力学F1F3F2F4F5F6强度问题绪论/材料力学的任务材料力学强度问题绪论/材料力学的任

2、务前起落架锁连杆安装螺栓(销子)意外断裂。材料力学强度问题绪论/材料力学的任务材料力学材料力学刚度：构件在外力作用下抵抗变形的能力（变形大不大的问题）变形——构件尺寸与形状的变化。绪论/材料力学的任务材料力学刚度问题绪论/材料力学的任务钻床材料力学刚度问题绪论/材料力学的任务机械臂、机械手材料力学稳定性：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）。稳定性主要是针对细长压杆而言的。绪论/材料力学的任务材料力学稳定问题绪论/材料力学的任务材料力学脚手架绪论/材料力学的任务材料力学绪论/材料力学的任务从安全角度考虑：优质材料

3、，构件尺寸粗大；节省材料，减少成本，减轻自重。合理性设计:材料力学的任务是研究构件受力以后的变形和破坏的规律，为设计构件提供强度、刚度和稳定性的计算依据，力求使设计的构件既经济又安全、适用。材料力学二、材料力学的研究对象及其基本假设静力学：刚体材料力学的研究对象：变形固体材料力学基本假设:1.连续性假设：认为变形固体整个体积内都被物质连续地充满，没有空隙和裂缝。可以引入无限小概念，可以进行极限、积分、微分的运算。2.均匀性假设：物体内各点处的性质处处相同。3.各向同性假设：微观各向异性，宏观各向同性。绪论/材料力学的研究对象及其基本假设

4、假设2和3表示材料的力学性能与坐标、方向无关材料力学4.小变形假设：物体的几何形状及尺寸的改变与其总尺寸相比是很微小的。绝大多数工程材料的弹性变形都是小变形。在计算构件所受的力时，可按构件原始尺寸计算。δ1δ2AA1FFBC求FN1、FN1时，仍可按构件原始尺寸计算。绪论/材料力学的研究对象及其基本假设材料力学三、静力学基础知识外力载荷约束力体积力表面力(按作用方式分)平衡方程材料力学四、内力、截面法和应力材料力学内力——构件内部由于外力作用而引起的各质点之间的相互作用力的改变量，称为附加内力，简称内力。随外力的变化而变化。F1F3F2

5、Fn假想截面F1F2F3Fn分布内力绪论/内力、截面法和应力1内力材料力学FN——轴力FQy,FQz——剪力Mx——扭矩My、Mz——弯矩内力分量分布内力可以简化为主矢和主矩,用FR和M表示。工程计算中有意义的是内力的主矢和主矩在确定坐标系上的分量——绪论/内力、截面法和应力材料力学内力必须满足平衡条件作用在弹性体上的外力相互平衡内力与外力平衡；内力与内力平衡。F1F3F2Fn假想截面F1F2F3Fn分布内力绪论/内力、截面法和应力材料力学平衡方程：——所有力在X轴、Y轴、Z轴上的投影代数和等于零。——所有力（弯矩）对X轴、Y轴、Z轴之

6、力矩代数和等于零。绪论/内力、截面法和应力材料力学2.截面法:用假想的截面将构件截开，取任一部分为脱离体，用静力平衡条件求出截面上内力的方法。绪论/内力、截面法和应力截面法的步骤：切一刀，取一段，加内力，列平衡。例题请确定图（a）I-I、II-II截面的内力。材料力学请确定图(b)截面I-I上的内力。绪论/内力、截面法和内力材料力学应力—分布内力在截面内一点的密集程度绪论/内力、截面法和应力F1F2F3Fn构杆的强度与内力在截面上的分布和在某点处的聚集程度有关。是反映一点处内力的强弱程度的基本量.3.应力材料力学——M点的合应力正应力—

7、垂直于截面的应力切应力—在截面内的应力绪论/内力、截面法和应力P2ΔAM且DFRP1ΔFQ材料力学受力物体内各截面上每点的应力，一般是不相同的，它随着截面和截面上每点的位置而改变。因此，在说明应力性质和数值时必须要说明它所在的位置。绪论/内力、截面法和应力注意点：应力是一向量，其量纲是[力]/[长度]²，单位为牛顿/米²，称为帕斯卡，简称帕(Pa).工程上常用兆帕(MPa)=Pa,或吉帕(Gpa)=Pa。材料力学五、线应变和切应变材料力学单元体的变形(1)棱边长度的变化；(2)棱边之间角度的变化；——正应变，用表示——切应变，用表示

8、绪论/变形和位移的概念应变------衡量变形程度的基本量材料力学绪论/变形和位移的概念线段ab的绝对变形：u线段ab的平均正应变（相对变形）：a点沿棱边ab方向的正应变。σσxxxσxσxxuu+