工程力学静力学与材料力学高等教育出版社PPT材力绪论.ppt

材料力学,第七章 绪 论,材料力学,绪 论,材料力学,第一节 材料力学的研究对象,绪 论,材料力学,块：三个方向的尺寸数量级差不多,材料力学主要研究的对象是杆件.,构件按其形状可分为三大类：,杆：长度方向尺寸其横向尺寸,板、壳:一个方向的尺寸其他两个方向的尺寸,绪 论,材料力学,杆有两个主要的几何特征：,（2）轴线 _ 所有横截面形心的连线,（1）横截面 _ 杆沿垂直于长度方向的截面,绪 论,材料力学,杆件又可分为 直杆、曲杆； 等截面杆、变截面杆。,直杆 轴线为直线的杆件。,等截面杆 横截面不变的杆件。,曲杆轴线为曲线的杆件。,变截面杆 横截面变化的杆件。,绪 论,材料力学,(1) 拉伸和压缩,杆件变形的基本形式,绪 论,材料力学,(2) 剪切,绪 论,材料力学,(3) 扭转,绪 论,材料力学,(4) 弯曲,绪 论,材料力学,杆件在外力作用下，同时发生两种或两种以上的基本 变形，称之为组合变形。,P 轴向拉伸变形 Mx 扭转变形 Mz 弯曲变形 （xoy 平面）,杆件变形的组合变形,绪 论,材料力学,第二节 材料力学的基本假设,绪 论,材料力学,基本假设:,1、连续性假设：微观不连续，宏观连续。可以引入 无限小概念，可以进行极限、积分、微分的运算。,2、均匀性假设：物体内各点处的性质处处相同。,3、各向同性假设：微观各向异性， 宏观各向同性。,绪 论,材料力学,灰口铸铁的 显微组织,绪 论,材料力学,球墨铸铁的 显微组织,绪 论,材料力学,普通钢材的 显微组织,绪 论,材料力学,优质钢材的 显微组织,绪 论,材料力学,基本假设:,4、小变形假设：物体的几何形状及尺寸的改变与其总尺寸相比是很微小的。(书上未明确列出）,研究变形体力学的平衡方程时，静力学的原理适用。,绪 论,材料力学,第三节 内力和截面法,绪 论,材料力学,内力构件内部由于外力作用而引起的各质点之间的相互作用力的改变量，称为附加内力，简称内力。随外力的变化而变化。,绪 论,材料力学,内力可用通过截面形心上的合力表示，例如,空间力系：,绪 论,材料力学,内力必须满足平衡条件,作用在弹性体上的外力相互平衡,内力与外力平衡；,绪 论,材料力学,平衡方程：,所有力在X轴、 Y轴、 Z轴上 的投影代数和等于零。,所有力（弯矩）对X轴、 Y轴、Z轴之力矩代数和等于零。,绪 论,材料力学,截面法:用假想的截面将构件截开，取任一部分为脱离体，用静力平衡条件求出截面上内力的方法。,截面法的步骤：,切一刀，,取一段，,加内力，,列平衡。,绪 论,材料力学,讨 论,请确定图（a） (b)1-1和2-2截面 上的内力.,绪 论,材料力学,讨 论,请确定图（a） (b)1-1和2-2截面 上的内力.,绪 论,材料力学,第四节 应力和应变,绪 论,材料力学,应力分布内力在截面内一点的密集程度,绪 论,材料力学,M点的应力或总应力,正应力垂直于截面的应力,切(剪)应力在截面内的应力,且,DF,绪 论,材料力学,受力物体内各截面上每点的应力，一般是不相 同的，它随着截面和截面上每点的位置而改变。 因此，在说明应力性质和数值时必须要说明它所 在的位置。,注意点：,应力是一矢量，其量纲是力/长度，单位 为牛顿/米，称为帕斯卡，简称帕(Pa).工程 上常用兆帕(MPa)= Pa,或吉帕(GPa)= Pa。,绪 论,材料力学,第五节 正应变与切应变,绪 论,材料力学,位移变形后构件上的各个点、线、面产生的位置的 改变。,变形构件受力以后，形状和尺寸产生的变化。,单元体为研究构件的变形和内部应力分布，需了解构件内部各点处的变形。为此，需将构件分割成许多细小的单元体。,绪 论,材料力学,单元体的变形,(1) 棱边长度的变化；,(2) 棱边之间角度的变化；, 正应变，用 表示,切应变，用 表示,绪 论,材料力学,线段ab的绝对变形： u,线段ab的平均正应变:,绪 论,a,b,材料力