材料力学基础.ppt

《材料力学基础.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、材料力学材料力学是研究各类构件（主要是杆件）的强度、刚度和稳定性的学科，它提供了有关的基本理论、计算方法和实验技术，使我们能合理地确定构件的材料和形状尺寸，以达到安全与经济的设计要求。材力的基本内容材料力学的基本知识基本变形的主要特点内力计算及内力图应力与变形计算二向应力状态及强度理论强度、刚度设计材料力学的基本知识材料力学的研究模型材料力学研究的物体均为变形固体，简称“构件”；现实中的构件形状大致可简化为四类，即杆、板、壳和块。材料力学的基本知识杆---长度远大于其他两个方向尺寸的构件。杆的几何形状可用其轴

2、线（截面形心的连线）和垂直于轴线的几何图形（横截面）表示。轴线是直线的杆，称为直杆；轴线是曲线的杆，称为曲杆。各横截面相同的直杆，称为等直杆；材料力学的主要研究对象是等直杆。变形构件在载荷作用下，其形状和尺寸发生变化变形固体的变形通常可分为两种：弹性变形---载荷解除后变形随之消失的变形塑性变形---载荷解除后变形不能消失的变形材料力学研究的主要是弹性变形，并且只限于弹性小变形，即变形量远远小于其自身尺寸的变形材料的力学性能变形固体在外力的作用下在破坏和变形方面所表现的性能。材料的力学性能直接影响构件的承载能

3、力材料的力学性能由实验测定变形固体的基本假设连续性假设假设在固体所占有的空间内毫无空隙的充满了物质均匀性假设假设材料的力学性能在各处都是相同的。各向同性假设假设变形固体各个方向的力学性能都相同构件的承载能力强度---构件抵抗破坏的能力刚度---构件抵抗变形的能力稳定性---构件保持原有平衡状态的能力内力的概念物体均是由无数微小的颗粒组成的，不受外力作用时，物体内各颗粒间存在着相互作用的力。受到外力作用而产生变形后，各颗粒间相对位置会发生改变，从而引起相互作用也发生改变，这种物体内部各部分之间因外力而引起的相互

4、作用的改变量，即称为内力。内力随外力的增加而加大，到达某一限度时就会引起构件破坏，因而它与构件的强度是密切相关的。内力的概念构件在外力作用时，形状和尺寸将发生变化，其内部质点之间的相互作用力也将随之改变，这个因外力作用而引起构件内部相互作用的力，称为附加内力，简称内力。横截面上内力分析其中：Mx、My、Mz为主矩在x、y、z轴方向上的分量。FNx、FQy、FQz为主矢在x、y、z轴方向上的分量。利用力系简化原理，截面m-m向形心C点简化后，得到一个主矢和主矩。横截面上内力分析FNx使杆件延x方向产生轴向拉压变

5、形，称为轴力FQy,FQz使杆件延y,z方向产生剪切变形，称为剪力Mx使杆件绕x轴发生扭转变形，称为扭矩My、Mz使得杆件分别绕yz轴产生弯曲变形，称为弯矩内力计算—截面法截面法求内力步骤将杆件在欲求内力的截面处假想的切开；取其中任一部分并在截面上画出相应内力；由平衡条件确定内力大小。例：左图左半部分：∑Fx=0FP=FN右半部分：∑Fx=0FP,=FN,已知小型压力机机架受力F的作用，如图，试求立柱截面m-n上的内力解：1、假想从m-n面将机架截开；2、取上部，建立如图坐标系，画出内力FN，MZ水平部分/竖

6、直部分的变形？3、由平衡方程得：∑Fy=0FP-FN=0FN=FP∑Mo=0Fp·a-Mz=0Mz=Fp·a应力用截面法确定的内力，不能说明分布内力系在截面内某一点处的强弱程度，为此引入内力集度的概念。在图示受力构件的截面上取微小面积,上分布内力的合力为。的大小与点的位置和的大小有关。把和的比值称为平均应力，用来表征上内力的平均集度。应力应力的概念：内力在截面上的分布集度平均应力Pm常用单位：MPa（兆帕），1MPa=106Pa1Pa=1N/m21Ga=1KN/m2=109Pa△F△APm=正应力、切应力正应

7、力σ单位面积上轴力的大小，称为正应力切应力单位面积上剪力的大小，称为切应力A—截面面积单元体及简单应力状态对于一个单元，在其相互垂直的两个面上，沿垂直于两面交线的切应力必成对出现，且大小相等，方向均指向或背离两面的交线，此关系称为切应力互等定律。在研究变形体内某一点的应力时，通常围绕该点作一个无限小的正六面体，简称单元（体）；此单元的各截面分别代表该点在不同方向截面的应力。单元受力最基本也是最简单的形式有两种：单向拉压和纯剪切-----简称单向应力状态位移构件在外力作用下，其变形的大小用位移和应变来度量。AA

8、’连线称为A点的线位移θ角度称为截面m-m的角位移，简称转角应变概念：单位长度的变形单元原棱长为△x，△u为绝对伸长量，其相对伸长△u/△x的极限称为沿x方向的正应变ε。a点的横向移动aa’，使得oa直线产生转角γ，定义转角γ为切应变γ△u△x即：εx=lim△x→∞γ=aa’oa=aa’△x)基本变形—(轴向)拉伸、压缩载荷特点：受轴向力作用变形特点：各横截面沿轴向做平动内力特点：内力方向沿轴向，