第一章 材料力学绪论5

主讲教师：郑国栋考查要求：1、听课：不说话有笔记2、作业：认真按时完成3、出勤：不允许无故旷课上述要求随时检查，每次检查不符合要求者从平时考查成绩中去掉 5分，平时考查成绩不满 60分者视为平时考查不及格，平时考查成绩不及格者不允许参加期末考试。高层建筑与大型桥梁桥面结构桥面结构缆索与立柱缆索与立柱桥桥 墩墩桥面结构桥面结构1. 研究对象结构构件杆件1-1 材料力学的任务构 件构件正常工作的条件 ：强度：构件抵抗破坏的能力刚度：构件抵抗弹性变形的能力稳定性：构件保持原有平衡形式的能力 组成结构物和机械的单个组成部分足够 的强度 足够的刚度 足够的稳定性不因发生断裂 或塑性变形而失效不因发生过大的弹性变形而失效不因发生因平衡形式的突然转变而失效结 构 建筑物或构筑物中承受外部作用的骨架称 为结构 .2. 研究内容1) 强度抵抗破坏的能力。破坏 ：明显的塑性变形断裂2) 刚度抵抗变形的能力。明显的弹性变形3) 稳定性保持稳定的平衡状态的能力。巨型水泥罐砸扁民工棚12月 17日凌晨 1时 10分，武汉市梅山水泥厂一辆散装水泥罐车，在对汉口花园 17号楼工地水泥罐实施灌装过程中，撞击水泥罐支架，造成水泥罐倒塌，将紧邻的武汉天弓建筑工程有限公司民工食堂和 1间民工住宿工棚砸塌（该工棚内共住民工 23人）。散落的水泥和瓦砾，造成 1人死亡、 1人重伤、 7人轻 伤 。“ 肇事 ” 水泥罐高达 11米，罐体自重也超过 10吨，并装有 10吨水泥。事发时，罐体连根拔起，倒地后将一排数十平方米的工棚压成废墟。水泥罐的使用方 17 号楼施工单位 “ 武汉丰太 ” 公司员工接受警方调查时表示，该钢结构散装水泥罐由 “梅山桥亚 ” 公司提供图纸， “ 武汉丰太 ” 承建底座。警方现场调查时发现，水泥罐的罐体和支座都有被撞的痕迹，一根支架与底座仅有两个焊点，水泥罐的水泥底座仅有 30厘米厚。1） 与理论力学的关系理论力学研究 刚体 的 外部效应 （构件受到的外力）材料力学研究 变形固体 的 内部效应 （构件受到的内力）及 变形 。F FFA FBF FA BFN3、本门课程的特点与地位(a)2）材料力学的任务：研究材料及构件在外力作用下所表现的 力学性质 ，为合理设计构件提供有关 强度 、 刚度 、 稳定性 分析的理论和方法。 30(b)构件受力后，由于塑性屈服引起塑性变形而导致其丧失正常工作能力。试问这种情况是属于强度、刚度、还是稳定性问题？解答 ：构件受力后，因塑性屈服引起塑性变形，是构件破坏的一种形式。因此，属于强度问题。刚度问题中的变形，一般是指弹性变形。稳定性问题中的原有平衡形态，是指与所受外力相应的变形形式下的平衡形态 。人类历史有多久，力学的历史就有多久。“力 ”是人类对自然的省悟。 2 材料力学与生产实践的关系 经计算 ,符合现代力学原理 .用竹索做成悬索桥，以充分利用竹材的拉伸强度。物理和理论力学 :质点 :只有质量 ,没有大小 .刚体 :有质量 ,有大小 ,但没有变形 .变形体 :有质量 ,有大小 ,有变形 .质点 -刚体 -变形体 , 人类认识的深化 .运动的一般规律 (质点 刚体 )弹性变形：在卸出载荷后能完全消失的那一部分变形塑性变形：在卸出载荷后能不能消失而残留的那一部分变形1-3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设材料力学中是把实际材料看作均匀、连续、各项同性的可变性体，且在大多数场合下局限于弹性变形范围内和小变形条件下进行研究。一、连续性假设 内容： 认为 物体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，其结构是密实的。二、均匀性假设 内容： 认为物体内任一点处取出的体积单元 ,其力学性质（主要是弹性性质）都是一样的。 无空隙单元体的力学性质能代表整个物体的力学性能。有利于建立数学模型三、材料的各向同性假设 内容： 材料沿各个方向的力学性能是相同的。 四、小变形条件 内容： 构件在荷载作用下产生的变形与其原始尺寸相比，可以忽略不计，这样的变形为小变形。 FN,ABFN,ACF AFA根据空间三个方向的几何特征，弹性体大致可分为：杆 空间一个方向的尺度远大于其它两个方向的尺度。板空间一个方向的尺度远小于其它两个方向的尺度，且各处曲率均为零。壳空间一个方向的尺度远小于其它两个方向的尺度，且至少有一个方向的曲率不为零。体空间三个方向具有