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工程材料力学,引言 第四章轴向拉伸和压缩时杆件的应力和变形计算 第五章材料在拉伸和压缩时的力学性质 第六章轴向拉压时杆的强度计算 第七章剪切和挤压的实用计算 第八章平面图形的几何性质 第九章扭转 第十章直梁弯曲时的内力 第十一章弯曲内力 第十二章弯曲变形 第十三章应力状态与强度理论 第十四章压杆稳定 附录,2019年4月18日星期四,2,武汉大学工程力学,引言,一、材料力学的基本任务和研究方法 强度构件在外力作用下不会发生破坏 刚度构件的变形在限制的范围内 稳定性构件始终保持原有受力平衡状态 材料力学的任务为，研究各种材料和构件在外力作用下的力学行为。同时为合理设计构件提供理论和方法。,2019年4月18日星期四,3,武汉大学工程力学,引言,二、材料力学的基本假设 连续性假设材料连续无孔隙（ Continuity assumption ） 均匀性假设材料各处的性质相同（homogenization assumption） 各向同性假设任意方向材料性质相同（Isotropy assumption） 小变形假设变形远小于结构尺寸（small strain assumption small deformation assumption）,2019年4月18日星期四,4,武汉大学工程力学,建立理想弹性体模型的必要性 微观上看，材料是不连续、 不均匀的，也是各向异性的。,2019年4月18日星期四,5,武汉大学工程力学,灰口铸铁的显微组织,2019年4月18日星期四,6,武汉大学工程力学,球墨铸铁的显微组织,2019年4月18日星期四,7,武汉大学工程力学,普通钢材的显微组织,2019年4月18日星期四,8,武汉大学工程力学,优质钢材的显微组织,2019年4月18日星期四,9,武汉大学工程力学,在宏观上，可以认为（假设） 材料是连续、均匀的，部分工 程材料是各向同性的。,引言,2019年4月18日星期四,10,武汉大学工程力学,连续性假设采用函数描述 均匀性假设 材料性质简化为常数 各向同性假设 4. 小变形假设线性方程便于分析计算,基本假设的作用,引言,2019年4月18日星期四,11,武汉大学工程力学,引言,三、材料力学的基本概念 理想变形固体-非理想变形固体 变形（应变）、弹性应变、塑性应变 叠加原理 内力 杆件 杆件的基本变形形式：拉压，剪切，扭转，弯曲,2019年4月18日星期四,12,武汉大学工程力学,引言,杆件,横截面,等直杆,变截面杆,杆件是指在尺寸上长度远远大于宽度和厚度的一类构件,2019年4月18日星期四,13,武汉大学工程力学,1. 轴向拉伸或压缩 Axial tension or compression,拉伸,压缩,引言-基本变形形式,2019年4月18日星期四,14,武汉大学工程力学,2. 剪切 Shear,引言-基本变形形式,2019年4月18日星期四,15,武汉大学工程力学,3. 扭转 Torsion,引言-基本变形形式,2019年4月18日星期四,16,武汉大学工程力学,4. 平面弯曲 Plane bending,引言-基本变形形式,2019年4月18日星期四,17,武汉大学工程力学,引言内力,内力 Internal force,1.固有内力 2.附加内力 外力引起，连续分布,使物体平衡,2019年4月18日星期四,18,武汉大学工程力学,引言截面法,假想截面,分布内力,内力主矩,内力主矢,内力通常指横截面上附加内力向截面 形心简化所得主矢和主矩在三个坐标轴方 向的分量。（共六个）或（三个-平面情况）,内力分量（简称内力）,截面法 Method of section 求内力的基本方法,将所求内力的截面用假想平面截成两半， 利用任意一半的平衡条件求出该截面内力。,假想截面,2019年4月18日星期四,22,武汉大学工程力学,引言应力,1. 概念,应力分布内力在一点的集度,2019年4月18日星期四,23,武汉大学工程力学,应力就是单位面积上的内力,工程构件，大多数情形下，内力并 非均匀分布，通常“ 破坏”或“ 失效”往 往从内力集度最大处开始，因此，有必 要区别并定义应力概念。,2. 正应力和剪应力,正应力s 垂直于截面的应力称为 正应力 Normal stress,剪应力t 位于截面内的应力称为剪应力（切应力） shear stress,单位： Pa, 1 Pa = 1 N/ 常用单位：MPa, 1 MPa= 106 Pa,Q,N,2019年4月18日星期四,27,武汉大学工程力学,应力概念要点,讲应力应注意是指哪一点的应力 讲一点应力，应区分是哪一个截面上的应力 讲一点应力，通常是指正应力 和剪应力 ,2019年4月18日星期四,28,武汉大学工程力学,引言-位移 变形 应变,一、位移 Displacement 线位移 一点空间位置的改变 (单位：m , mm) 角位移 一线（面）方位的改变(单位：rad) 二、变形 Deformation 尺寸改变 形状改变 三、变形 与位移：变形必然引起位移；但位移并不一定变形,2019年4月18日星期四,29,武汉大学工程力学,四、应变 Strain 线应变 (Linear strain) 一点在某方向上尺寸改变程度的描述 剪应变 (Shearing strain) 过一点两互相垂直线段的角度改变,直角改变量,=+