工程力学(静力学与材料力学)-4-材料力学的基本概念ppt课件.ppt

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1、范钦珊教育教学工作室FANQin-ShansEducation&TeachingStudio范钦珊教育与教学工作室Saturday,October23,2021工程力学(静力学与材料力学）清华大学范钦珊课堂教学软件(4)返回总目录第二篇材料力学工程力学(静力学与材料力学）第4章材料力学的基本概念工程力学（静力学与材料力学）第二篇材料力学返回总目录第4章材料力学的基本概念本章介绍材料力学的基础知识、研究方法以及材料力学对于工程设计的重要意义。材料力学与理论力学在分析方法上不完全相同。材料力学的分析方法是在实验基础上，对于问题做一些科学的假定，将复杂的问题加以简化，从而得到便

2、于工程应用的理论成果与数学公式。材料力学主要研究变形体受力后发生的变形；研究由于变形而产生的附加内力；研究由此而产生的失效以及控制失效的准则。在此基础上导出工程构件静力学设计的基本方法。“材料力学”的研究内容杆件的受力与变形形式工程构件静力学设计的主要内容关于材料的基本假定弹性体受力与变形特征结论与讨论材料力学的分析方法应力、应变及其相互关系第4章材料力学的基本概念返回总目录“材料力学”的研究内容第4章材料力学的基本概念返回第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容材料力学（strengthofmaterials）的研究内容分属于两个学科。第一个学科

3、是固体力学(solidmechanics)，即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析（stressanalysis）。但是，材料力学所研究的仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸（长度）远大于横向（横截面）尺寸，这类物体统称为杆或杆件（bars或rods）。大多数工程结构的构件或机器的零部件都可以简化为杆件。以上两方面的结合使材料力学成为工程设计（engineeringdesign）的重要组成部分，即设计出杆状构件或零部件的合理形状和尺寸，以保证它们具有足够的强度（strength）、刚度（stiffness）和稳定性（stability）。第二个学科

4、是材料科学（materialsscience）中的材料的力学行为（behavioursofmaterials），即研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能（mechanicalproperties）和失效（failure）行为。但是，材料力学所研究的仅限于材料的宏观力学行为，不涉及材料的微观机理。材料力学（strengthofmaterials）的研究内容分属于两个学科。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容所谓强度是指构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形的能力；所谓刚度是指构件受力后不发生超过工程允许的弹性变形的能力；所谓稳定性是指构件在压缩载荷的作用

5、下，保持平衡形式不发生突然转变的能力（例如细长直杆在轴向压力作用下，当压力超过一定数值时，在外界扰动下，直杆会突然从直线平衡形式转变为弯曲的平衡形式）。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容强度是指构件或零部件具有的一种能力：在确定的外力作用下，不发生破裂或过量塑性变形的能力。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容4.75m第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容刚度是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容机械加工用的钻床的立柱，如果强度不

6、够，就会折断(断裂)或折弯(塑性变形)；如果刚度不够，钻床立柱即使不发生断裂或者折弯，也会产生过大弹性变形（图中虚线所示为夸大的弹性变形），从而影响钻孔的精度，甚至产生振动，影响钻床的在役寿命。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容稳定性是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不发生突然转变的能力。第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容稳定失效的例子多见于承受轴向压力的工程构件。翻斗货车的液压机构中的顶杆，如果承受的压力过大，或者过于细长，就有可能突然由直变弯，发生稳定失效。压杆第4章材料力学的基本概念“材料力学”的研究内容第4章材料力学的基本概念“

7、材料力学”的研究内容杆件的受力与变形形式第4章材料力学的基本概念返回拉伸或压缩（tensionorcompression）杆件变形的基本形式当杆件两端承受沿轴线方向的拉力或压力载荷时，杆件将产生轴向伸长或压缩变形。第4章材料力学的基本概念剪切(shearing)在平行于杆横截面的两个相距很近的平面内，方向相对地作用着两个横向力，当这两个力相互错动并保持二者之间的距离不变时，杆件将产生剪切变形。杆件变形的基本形式第4章材料力学的基本概念GrandCanyon大自然的剪切效应杆件变形的基本形式第4章材料力学的基