[工学]第一章-材料力学的基本概念1

1材料力学Mechanics of Materials刘荣昌2012年 3月2理论力学变形固体 材料力学属 固体力学研究 刚体 ， 研究 力 与 运动 的关系。材料力学 研究 变形体 ， 研究 力 与 变形 的关系。关于本课程 -1材料力学的研究对象l 构件 : 工程结构或机械的各组成部分。31材料力学的研究对象构件的分类： 杆； 板、壳体； 块体。构件 : 工程结构或机械的各组成部分。l 对构件的三项 基本要求u 强度 构件应具有足够的 抵抗破坏 的能力。u 刚度 构件应具有足够的 抵抗变形 的能力。材料力学以材料力学以 “杆杆 ”为主要研究对象为主要研究对象4u 刚度构件应具有足够的 抵抗变形 的能力。5u 稳定性构件应具有足够的 保持其原有平衡状态 的能力 .62、材料力学的任务1）研究构件的强度、刚度和稳定性；2）研究材料的力学性能；F在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济在满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适的代价，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。宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。3）为合理解决工程构件设计中 安全性 与 经济性之间的矛盾提供力学方面的依据。73 材料力学与工程问题大量的工程问题需要用到材料力学的理论和方法。8Space Shuttle Discoveryq 航空航天工程航空航天工程9前起落架销子发生断裂。年月日时， 号客机成功迫降10q高层建筑11q大型桥梁承力柱桥面拉杆缆索江阴长江大桥122006年北京市顺义北侧减河上一座悬索桥在进行承重测试时突然坍塌 ,约 50米桥体连同桥上进行测试的 10辆满载煤渣的运输车一起塌下 ,1名司机和 2名检测人员受伤 。 13q 大型水利工程设施长江三峡工程14q海洋石油钻井平台15q机械工程16目录172003年 5月海军 潜艇 361因机械故障遇难184 材料力学的研究方法l 理论分析方法理论分析方法探索新理论、新设计、新结构。探索新理论、新设计、新结构。l 实验方法实验方法新理论、新设计、新结构的实验研究或验证。实验方法在材料力学中占有 重要地位 。l 计算机方法计算机方法用计算机和现代计算技术研究材料力学问题用计算机和现代计算技术研究材料力学问题 。195 材料力学与理论力学等课程的关系l 与理论力学的关系理论力学中对 刚体模型 得到的原理和方法，对材料力学中的 变形体 是否可用？例如：加减平衡力系原理及其推理 力的可传性原理。理论力学是材料力学的基础。理论力学的研究模型是 刚体 ；材料力学的研究模型是 变形体 。20l 材料力学的后续课程机械原理，机械零件， 结构力学， 弹性力学 ,断裂力学等。216 教学要求等事宜材料力学是一门重要的基础课，要学好材料力学必须要下一些功夫。n 作业要求1 认真画 受力图、内力图 等；2 书写 整洁、 条理 清楚 ；3 使用必需的工具 尺子、圆规 等。4 每人必须准备一台 科学计算器 。22n 考试成绩n 参考书书名均为 “材料力学 ”231、材料力学（上、下） .刘鸿文编 .高等教育出版社，2000年，第三版 2、材料力学 .单辉祖编著 .高等教育出版社， 2002年 2月，第一版 3、材料力学 .范钦珊主编 .高等教育出版社， 2000年 2月，第一版 4、材料力学 800题 .胡增强等编 .中国矿业出版社， 1994年 10月第一版 5、材料力学（重点难点及典型题精解）闵行等编西安交通大学出版社， 2002年 12月 第一版参考书目：246、材料力学（常见题型解析及模拟题）刘达主编，西北工业大学出版社7、材料力学解题指导及习题集 .清华大学材料力学教研室编 .高 等教育出版社， 1999年 6月，第二版8、力学学报 .中国力学学会 ,中国科学院力学研究会主办.力学学报期刊出版社9、力学与实践 .中国力学学会 ,中国科学院力学研究所主办 .力学与实践期刊出版社出版10、力学进展 .中国科学院力学研究所主办参考书目：（续）25第一章 材料力学的基本概念 l第一节 材料力学的基本假设 l第二节 杆件的基本变形l第三节 外力 内力 截面法l第四节 应力的概念261. 1 变形固体的基本假设固体因外力作用而变形，故称 变形固体 或 可变形固体 。固体外力产生变形：1.如何变形？2.变形量大小？取决于什么？外力固体的属性已知或由理论力学得到固体的属性是多方面的 部分属性可以通过实验得到27灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织1. 连续性 假设： 认为整个物体所占空间内毫无空隙地充满物质。材料力学对固体属性的基本假设连续性假设的目的：便于使用微积分等数学工具282. 均匀性 假设： 认为物体内的任何部分，其力学性能 相同、均匀分布。3. 各向同性 假设： 认为物体在各个不同方向上的力学性能相同，具备这种属性的材料为各向同性材料。u 各向异性材料 ： 如木材、胶合板、子午线轮胎等如机械