工程力学 教学课件 作者 赵晴第五章 材料力学的基本概念.ppt

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1、1第五章材料力学的基本概念第一节变形固体的概念第二节杆件的内力和应力第三节杆件的基本变形和应变2第一节变形固体的概念在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。既产生弹性变形，又产生塑性变形的物体称为部分弹性体。一、弹性变形和塑性变形1.弹性变形去掉载荷后可完全恢复的变形。只产生弹性变形的物体称为完全弹性体。2.塑性变形去掉载荷后不可以恢复的变形。3二、材料力学的基本假设连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同。各向同性假设：认为

2、在物体内各个不同方向的力学性能相同。4δ远小于构件的尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。计算得到很大的简化。ABCFδ1δ2小变形假设：认为物体变形微小，材料处于线弹性阶段。5内力：外力作用引起构件内部材料之间的附加相互作用力。求内力的方法－－截面法1、截2、取3、代4、平第二节　杆件的内力和应力一、杆件的内力6例5-1悬臂梁受集中力作用，试求梁的内力中截面上的内力。解：1.用n-n截面截断梁FaannFQMFyO4.建立平衡方程3.将去掉的部分的作用用内力表示2.取截面以

3、左为研究对象71.应力内力的集度（单位面积上的内力）二、杆件的应力2.一点处的应力平均应力一点处应力8应力的国际单位为Pa1N/m2=1Pa（帕斯卡）1MPa=106Pa1GPa=109Pa垂直于截面的分量σ－－正应力平行于截面的分量τ－－切应力令pτσ+_3.应力的单位_+s根据杆件所受外力的不同，可将杆件的基本变形分为四种：一、杆件的基本变形第三节杆件基本变形和应变拉（压）剪切扭转弯曲101.轴向拉伸或压缩受力特点：外力作用线与杆中心线重合。变形特点：主要变形是轴线方向的伸长或缩短。主要产生

4、拉伸（压缩）变形的杆件称为拉（压）杆。11受力特点：一对外力大小相等、方向相反、作用线相互平行且相距很近。变形特点：两力之间的受剪面在外力作用方向上产生相对错动。2.剪切螺栓、键、销钉等联接件，以剪切为主要变形。123.扭转受力特点：力偶作用面垂直于轴线。变形特点：横截面绕轴线转过一个角度。主要产生扭转变形的杆件称为轴。134.弯曲受力特点：外力垂直于杆中心线；力偶在中心线所在的纵向平面内。变形特点：杆中心线由直变弯。主要产生弯曲变形的杆件称为梁。14FC’D’E’1.变形线变形角变形2.线(正

5、)应变一点处沿某一方向微小线段的相对变形。3.角（切）应变一点处微体直角的改变量AA’CDE二、线应变、切应变平均线应变一点处线应变平均角应变一点处角应变15xyzdxdydzxyzdxdydzσσ三、胡克定律E：弹性模量，G：切变弹模(剪切弹模)。2.胡克定律单元体仅受正应力σ，或切应力τ，且材料处于线弹性范围，则1.单元体边长为无穷小量的正六面体16小结一、材料力学的基本假设假设材料连续、均匀、各向同性、小变形。二、计算杆件的内力截面法截、取、代、平。三、杆件的应力1.正应力σ：垂直于

6、截面的应力。2.切应力τ：平行于截面的应力。+__+s17四、杆件的基本变形1.拉、压2.剪切3.扭转4.弯曲五、胡克定律18讨论题1、杆的内力和静力学中内力的概念有什么不同？2、用截面法求内力的过程和静力学中求约束反力的过程有何不同？3、通过一点的应力可分解为哪两种应力？它们和什么应变对应？4、杆件有哪几种基本变形？根据什么来区别不同的基本变形？5、胡克定律的适用条件是什么？