材料力学各章知识点课件.ppt

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1、绪论材料力学的任务构件承载能力强度刚度稳定性变形固体的基本假设连续性均匀性各向同性外力与内力外力内力体积力表面力分布力集中力截面法求解绪论应力正应力σ切应力τ变形和应变线变形角变形杆件变形的基本形式拉伸或压缩剪切扭转弯曲拉压与剪切轴向拉压的概念杆件特征：杆件为等截面直杆受力特征：一对大小相等、方向相反、外力的合力作用线与杆轴线重合轴向拉压时横截面上的内力和应力轴力变形特征：轴向尺寸伸长（缩短）横向尺寸减小（增大）Fn拉为正，压为负截面法求解轴力图表示正应力斜截面上的应力拉压与剪切材料拉压时的力学性能低碳钢拉伸时的力学性能弹性阶

2、段屈服阶段强化阶段局部变形阶段铸铁拉伸时力学性能低碳钢压缩时力学性能；与拉伸时基本相同铸铁的压缩和均比拉伸时大得多伸长率断面收缩率失效、安全因数和强度计算失效塑性屈服脆性断裂安全因数强度计算拉压与剪切校核强度设计尺寸确定许可载荷轴向拉压时变形拉压与剪切拉伸、压缩超静定问题超静定次数n=未知力个数－独立平衡方程的数目剪切和挤压的实用计算轴向变形横向变形轴向拉压时的应变能应力集中系数挤压的实用计算剪切的实用计算扭转扭转的概念杆两端受一对大小相等转向相反且作用面垂直于杆轴线的外力偶作用外力偶矩纯剪切变形特点杆件任意两横截面都发生绕轴

3、线的相对转动截面法确定扭矩图表示外力作用特点杆表面上的纵向线变成螺旋线杆表面上的纵向线变成螺旋线切应力剪切胡克定律圆轴扭转时应力圆轴扭转时变形剪切胡克定律切应变剪切应变能扭转变形几何关系物理关系静力关系相对转角单位长度扭转角弯曲内力弯曲变形受弯杆件的简化变形特征：变形前为直线的轴线，变形后为曲线支座基本形式载荷的简化静定梁基本形式受力特征：外力的作用线垂直于杆轴线可动铰支座固定铰支座固定端集中力集中力偶分布载荷简支梁外伸梁悬臂梁剪力、弯矩剪力方程和弯矩方程弯矩剪力水平直杆：上凹下凸变形为正，反之为负顺时针转动为正，逆时针转动为

4、负弯矩方程分布载荷剪力和弯矩之间的关系弯曲内力剪力方程弯曲应力纯弯曲纯弯曲时正应力横力弯曲纯弯曲既有弯矩又有剪力变形几何条件剪力为零，弯矩为常数物理关系静力关系正应力弯曲应力横力弯曲时正应力抗弯截面系数最大正应力实心圆截面矩形截面空心圆截面强度条件弯曲应力弯曲切应力强度条件最大切应力弯曲切应力弯曲变形弯曲变形刚度条件挠曲线微分方程梁在载荷作用下产生的变形是微小的叠加法计算弯曲变形材料在线弹性范围内工作，梁的位移与载荷呈线性关系梁上每个载荷引起的位移，不受其它载荷的影响挠度转角超静定梁多余约束超静定次数弯曲变形应力应变分析、强度

5、理论应力状态的概念一点的应力状态应力状态的分类单向应力状态二向应力状态三向应力状态解析法二向应力状态分析图解法主应力应力应变分析、强度理论广义胡克定律三向应力状态应力应变分析、强度理论复杂应力状态下应变能密度三向应力状态下单元体的体积改变能密度空间应力状态下单元体的畸变能密度四种常用强度理论最大拉应力理论（第一强度理论）应力应变分析、强度理论最大伸长线应变理论（第二强度理论）最大切应力理论（第三强度理论）畸变能密度理论（第四强度理论）组合变形应力计算强度条件扭转与弯曲组合拉压与弯曲的组合第三强度理论第四强度理论压杆稳定压杆稳定

6、压杆的失稳或屈曲压杆的稳定平衡临界状态细长受压直杆的临界压力两端铰支临界压力欧拉公式柔度临界应力的欧拉公式压杆的稳定校核临界应力经验公式直线型经验公式压杆稳定稳定安全因数法