最新材料力学电子教案材料力学绪论PPT课件.ppt

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1、材料力学电子教案材料力学绪论绪论§1材料力学课程的任务§2变形固体的物性假设小变形前提§3内力和应力§4应变§5工程构件的分类圣维南原理§6杆件基本变形2课程性质本课程是工科大学重要的承先启后的技术基础课可直接应用于道路、桥梁、建筑、航空航天以及工程机械设计在基础课与专业课之间起桥梁作用，为学习后续课程（如：结构力学、弹性力学、机械原理等）打下基础本课程的研究方法为今后的学习工作有帮助课程特点特点：“三多”——概念多、公式多、计算多应注意在学习过程中及时归纳总结§1—1材料力学课程的任务3（1）构件必须具有足够的强度（strenth）：衡量构件承载能力的三个主

2、指标：构件在外力作用下具有足够的抵抗破坏的能力。构件必须具有足够的保持原有平衡状态的能力构件的强度、刚度和稳定性与构件的材料、截面形状与尺寸、成本有关。（2）构件必须具有足够的刚度（rigidity）：构件在外力作用下具有足够的抵抗变形的能力。（3）构件必须具有足够稳定性（stability）7本课程的任务：（既安全又经济地设计构件）材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受载荷之间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截面形状。课程的研究方法理论分析和实验手段相

3、结合材料的力学性质(材料在外力作用下的变形规律)需要通过试验获得一些理论以实验结果得出的某些假设为前提8一、变形固体：二、变形固体的基本假设：1、连续性假设：2、均匀性假设：3、各向同性假设：在外力作用下可发生变形的固体。认为变形固体整个体积内都被物质连续地充满，没有空隙和裂缝。认为变形固体整个体积内各点处的力学性质相同。认为变形固体沿各个方向的力学性质相同（不适合所有的材料）。假设2和3表示材料的力学性能与坐标、方向无关§1—2变形固体的物性假设小变形前提9小变形：三、研究材料力学的前提条件——小变形假设。指构件在外力作用下发生的变形量远小于构件的尺寸材料力

4、学研究的变形通常局限于小变形范围——小变形前提小变形前提条件的作用1、小变形前提保证构件处于纯弹性变形范围弹性变形——卸载后能自动恢复的变形塑性变形——卸载后不能恢复的变形绝大多数工程材料的弹性变形都是小变形。10δ1δ2AA1FFBC求FN1、FN1时，仍可按构件原始尺寸计算。2、小变形前提允许以变形前的受力分析代替变形后的受力分析因构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常小，在计算构件所受的力时，可按构件原始尺寸计算。l113、小变形前提保证叠加法成立叠加法指构件在多个载荷作用下产生的变形——可以看作为各个载荷单独作用产生的变形之代数和叠加法是材料力学中

5、常用的方法。12一、内力与截面法：1、内力的定义：在外力作用下，构件内部各部分之间因相对位置改变而引起的附加的相互作用力——附加内力。2、内力的特点：①连续分布于截面上各处；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：②代替：③平衡：分为两部分，在待求内力的截面处假想地将构件截用内力代替弃去部分对脱离体的作用；——通常为分布内力系对脱离体列出平衡方程。－脱离体；取其中一部分为研究对象§1—3内力和应力13FN——轴力FSy,FSz——剪力Mx——扭矩My、Mz——弯矩内力分量分布内力可以简化为主矢和主矩,用FR和M表示。工程计

6、算中有意义的是内力的主矢和主矩在确定坐标系上的分量——14应力的概念:比较a、b图杆两杆①应力定义：截面上一点处内力的聚集程度FNFN两杆的材料、长度均相同。所受的内力相同，为FN显然粗杆更为安全。构杆的强度与内力在截面上的分布和在某点处的聚集程度有关。二、应力是反映一点处内力的强弱程度的基本量15应力：一点处内力的聚集程度②一点的全应力：⊥截面；∥截面。③垂直于截面的应力分量----正应力④切于截面的应力分量------切应力三者之间的关系：⊿A面积上的内力合力16应力的单位：，或帕(Pa)。1Mpa(兆帕）=106Pa,1GPa（吉帕）=109Pa。17§

7、1—4应变（衡量变形程度的基本量）棱边ka的平均正应变k点沿棱边ka方向的正应变一、正应变（线应变）定义正应变特点1、正应变是无量纲量2、过同一点不同方位的正应变一般不同18二、切应变定义微体相邻棱边所夹直角的改变量g，称为切应变切应变为无量纲量切应变单位为弧度（rad）切应变量纲与单位19钢的弹性模量：铜的弹性模量：三、应力应变之间的相互关系实验结果表明：在弹性范围内加载，正应力与正应变存在线性关系：——虎克定律E称为材料的弹性模量或杨氏模量实验结果表明：在弹性范围内加载，切应力与切应变存在线性关系：——剪切虎克定律G称为材料的切变模量,也称剪切弹性模量钢的

8、切变模量：一点的应力与一点的应变之间存