《材料力学绪论》PPT课件.ppt

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1、第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务5.2变形固体及其理想化5.3内力、截面法和应力的概念5.4位移、变形与应变5.5杆件变形的基本形式第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务一、研究对象在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。5.1材料力学的任务当载荷完全除去后可完全消失的变形；弹性变形：塑性变形：当载荷完全除去后不能消失的那部分变形（残余变形）；第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务静力学中，力是滑移矢量，力偶矩矢为自由矢量。材料力学中，力与力偶矩矢均不能自由平移。力的可传性力的平移定理构件根据它的形状和尺寸分为：杆件：空

2、间一个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度的弹性体。板：空间的一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度，且各处曲率均为零的弹性体。块体：空间三个方向有相同量级的尺度的弹性体；第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务块体(body)杆件的两个几何要素：第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务直杆、曲杆、等截面杆、变截面杆横截面：垂直于杆长度方向的截面。轴线：各横截面中点的连线。材料力学主要的研究对象是等直杆材料力学的任务（力与变形破坏问题而言）第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务结构物或机械要正常工作，要求组成它们的构件有足够承担载荷的能力—承载

3、能力。衡量构件承载能力的三个主要指标：（1）构件必须具有足够的强度（2）构件必须具有足够的刚度（3）构件必须具有足够的稳定性构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力。构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力。构件具有足够的保持原有平衡状态的能力第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务重庆彩虹桥坍塌“豆腐渣”工程彩虹桥仅仅通车两年零222天后，于1999年1月4日整体坍塌，造成40人死亡，轻重伤14人。第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务美国纽约马尔克大桥坍塌第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务2）在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经

4、济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸、选择适宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。本课程材料力学的任务：（既安全又经济的设计构件）1）研究物体平衡时的一般规律第5章材料力学绪论5.1材料力学的任务材料力学的研究方法理论分析与实验手段相结合＊一些理论以实验结果得出的某些假设为前提；＊材料的力学性能（材料在外力作用下的变形破坏规律）需要通过试验来获得；构件的强度、刚度、稳定性不仅与构件的形状有关，而且与构件所使用材料的力学性能有关，因此在理论分析基础上，实验研究是完成材料力学任务所必需的途径和手段。5.2变形固体及其理想化二、变形固体的基

5、本假设1、连续性假设:5.2变形固体及其理想化第5章材料力学绪论认为材料无空隙地分布于物体所占的整个空间中认为物体内的任何部分，其力学性能相同3、各向同性假设:认为在物体内各个不同方向的力学性能相同（不适合所有材料）一、变形固体在外力作用下可发生变形的固体。2、均匀性假设:假设2和3表示力学性能与坐标、方向无关5.3内力、截面法和应力的概念第5章材料力学绪论5.3内力、截面法和应力的概念4、小变形假设δ远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。一、内力和截面法1、内力的定义：在外力的作用下，构件内部各部分之

6、间因相对位置的改变而引起的附加的相互作用力（附加内力）。第5章材料力学绪论2、内力的特点：5.3内力、截面法和应力的概念①连续分布于截面上的各处；②随外力的变化而变化；3、截面法:用以显示和求解内力的方法，其步骤为：①截开在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二取其中一部分为研究对象。-取脱离体mmmmmmmm②代替用内力代替弃去部分对保留部分的作用;(通常为分布内力系)第5章材料力学绪论5.3内力、截面法和应力的概念③平衡对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力。mmmmmm第5章材料力学绪论5.3

7、内力、截面法和应力的概念分布内力系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所确定坐标系的分量（内力分量）。第5章材料力学绪论5.3内力、截面法和应力的概念FN轴力FSy,FSz剪力Mx扭矩My,Mz弯矩mmFF求杆件内力设一等直杆在两端轴向拉力F的作用下处于平衡，欲求杆件横截面mm上的内力.第5章材料力学绪论5.3内力、截面法和应力的概念在求内力的截面m-m处，假想地将杆截为两部分.取左部分部分作为研究对象。弃去部分对研究对象的作用以截开面上的内力代替，合力为FN.mmFFN1、采用截面法截开mmFF代

8、替第5章材料力学绪论5.3内力、截面法和应力的概念对研究对象列平衡方程FN=F式中：FN为杆件任一横截面mm上的内力.与杆的轴线重合，即垂直于横截面并通过其形心.称为轴力平衡mmFFmmFFN