刘鸿文版材料力学(第五版全套356页).ppt

1、材料力学刘鸿文主编(第五版)高等教育出版社，第一章绪论，目录，第一章绪论，1.1材料力学任务1.2变形固体的基本假说1.3外力及其分类1.4内力，截面法和应力的概念1.5变形和应变1.6构件变形的基本形式，目录，1传统的柱、梁、主屋、楠木结构有目录，建于隋代(605年)河北赵州桥长64.4米，横断径37.02米，石2800吨，一、在材料力学和工程中应用。 现存唯一的木塔、目录、1.1材料力学任务、四川彩虹桥坍塌、目录、1.1材料力学任务、美国纽约马克大桥坍塌、比萨斜塔、1.1材料力学任务、1.1材料力学任务、1、构件：工程结构或机械任务(例如行走结构中的横梁、吊索等)、理论力学任务材料力学研究

2、变形体，研究力和变形的关系。 二、基本概念、二、变形：固体内各点的相对位置随外力而变化。 (宏观上物体的大小和形状的变化)、两者的不同、3、内力：构件内的变形产生的相互作用力。 (应力随外力增大而增大)，强度：构件在载荷作用下抵抗破坏的能力。 刚性：构件因负荷而抵抗变形的能力。 塑性变形(残馀变形)外力解除后不消失，弹性变形在外力解除后消失，变形，1.1材料力学任务，1.1材料力学任务，4，稳定性：根据载荷，构件保持原来平衡状态的能力。 强度、刚度、稳定性是测量构件承载能力的三个方面，材料力学是研究构件承载能力的科学。目录、研究部件的强度、刚性、稳定性、材料的力学性能也需要知道。 因此，在理论

3、分析的基础上，实验研究是完成材料力学任务的必要途径和手段。 1.1材料力学任务，材料力学任务是为满足强度、刚度和稳定性要求，建立经济安全的构件，提供必要的理论基础和修订方法。 三、材料力学的任务是，部件横截面尺寸不足，形状不合理，材料选择不当，_不满足上述要求，不能保证安全工作。 四、材料力学的研究对象，直杆轴线为直线的杆，曲杆轴线为曲线的杆，目录、1.2变形固体的基本假说，1、连续性假说：物体的体积内无间隙地充满物质，由于外力，所有的固体都被认为变形，所以称为变形固体。 在材料力学中，关于变形固体，目录，灰口铸铁的显微组织，球墨铸铁的显微组织，2，均匀性假说：物体内的任何部分，其力学性能都是

4、相同的，1.2变形固体的基本假说，普通钢材的显微组织，优质钢材的显微组织，1.2如木材、胶合板、 普通钢材的显微组织，优质钢材的显微组织，1.3外力及其分类，外力：来自构件外部的力(负荷、约束反作用力)，外力作用于分类，体积力：在物体内部的各点连续分布的力。 重力、惯性力、表面力：连续分布在物体表面的力等。 缸内壁的压力、水库受到的水压等为分布力，如果外力的作用面积远小于物体表面的尺寸，则可以作为作用于一点的集中力。列车轮对轨道的压力等，分布力：集中力：目录，按外力和时间的关系分类的话，负荷逐渐从零增加到某一定值之后，显然保持不变或变动，称为静负荷。 静载荷：动载荷：载荷随时间变化。 交变负荷

5、和冲击负荷、1.3外力及其分类、交变负荷、冲击负荷、内力：外力作用下的构件内部的附加相互作用力等。 应力的计算方法截面法、目录、1.4应力、截面法和应力的概念、(1)假设沿m-m横截面切割杆、(2)保留左半部分或右半部分、(3)将废弃部分对残留部分的作用替换为应力、(4)、FS、m、目录、1.4应力、截面法和应力的概念、应力在截面m-m上将钻床切成两半，上半部分作为研究对象，解：应力图：1.4内力、截面法和应力的概念、列平衡方程式：目录、FN、m、平均应力、c点的应力、应力是矢量，通常正应力、剪切应力、应力的国际单位是Pa (路径) 2 .变形、物体内任意2点的相对位置发生变化。 取微正六面体

6、，线变形线段的长度的变化，角变形线段间的夹角的变化，目录，3 .变形，x方向的平均变形：正变形(线变形)，1.5变形和变形，m点的x方向的变形：目录、1.5变形和变形、例1.2、薄板的2边固定，变形后ab、ad也知道是直线。 解：目录、求： ab边的m和ab、ad两边的夹角的变化。 拉伸变形、拉伸(压缩)、剪切、扭转、弯曲、剪切变形、杆的基本变形：目录、1.6杆变形的基本形式、扭转变形、目录、1.6杆变形的基本形式2.2轴拉伸或压缩时横截面上的应力和应力、2.3直轴拉伸2.4材料拉伸时的力学性能、2.5材料压缩时的力学性能、2.7故障、安全率和强度计算、2.8轴拉伸或压缩时的变形、2.9轴拉伸

7、或压缩时的应变能、2.10拉伸2.12应力集中的概念、2.13剪切和挤出的实用计算、2.1轴拉伸和压缩的概念和实例2.1轴拉伸和压缩的概念和实例、目录、作用于杆的外力合力的作用线与杆轴线重叠，杆变形沿轴线方向延伸或收缩。 拉杆的受力概略图、2.1轴拉伸和压缩的概念和实例、目录、受力特征和变形特征：2.1轴拉伸和压缩的概念和实例、目录、2.2轴拉伸或压缩时横截面上的内力和应力、1、用截面法求内力(3)把废弃部分对残留部分的作用替换为内力，(4) 在残馀部分写平衡方程求内力即轴力值，2.2轴拉伸或压缩时横截面上的内力和应力，2，轴力：截面上的内力，目录，外力作用线与杆的轴线重叠，求内力合力的作用，

8、所以称为轴力。 3、轴力正负符号：拉伸为正，压力为负，4、轴功夫：轴力沿杆轴线的变化，2.2轴向拉伸或压缩时横截面的内力和应力，F1=10kN； F2=20kN； F3=35kN； F4=25kN； 试着画一下图示的杆的轴。 例题2.1、解： 1、修正各级轴向力。 画出AB分段、BC分段、CD分段、2、轴。、目录、2.2轴拉伸或压缩时横截面的内力和应力，杆的强度不仅与轴向力有关，还与截面积有关。 必须用应力来比较判断部件的强度。 目录中，在拉伸杆的横截面上，与轴向力FN对应的应力是正应力。 根据连续性假设，横截面到处都存在内力。 于是，静力关系为：2.2轴拉伸或压缩时横截面上的应力和应力，目录

9、、平面假设变形前原为平面的横截面，变形后仍保持平面，垂直于轴线。 横线ab、cd仍为直线，与活塞杆轴线垂直，分别平行移动至ab、cd。 变形：观察2.2轴拉伸或压缩时横截面的内力和应力，从、目录、平面假说可知，(1)所有纵纤维的伸长相等，(2)材料均匀，因此各纤维所受的力相等，(3)内力均匀分布，各点的正应力正应力与轴力FN相同。 即拉伸应力为正，压缩应力为负。 求圣维南的原理、目录、2.2轴拉伸或压缩时的横截面内力和应力、目录、2.2轴拉伸或压缩时的横截面内力和应力、例题2.2、图示构造、杆AB、CB的应力。 已知的F=20kN； 斜杆AB是直径20mm的圆截面杆，水平杆CB是1515的角截

10、面杆。 解： 1、修正各杆的轴向力。 用(斜杆为1杆，水平杆为2杆)截面法以节点b为研究对象，修正、45、目录、2.2轴拉伸或压缩时横截面上的应力和应力、2、各杆的应力。目录、2.2轴拉伸或压缩时横截面的内力和应力、例题2.2、悬臂起重机斜杆AB为直径d=20mm的钢杆、载荷W=15kN。 当w向a点移动时，求出斜杆AB横截面上的应力。 解：负荷w向a点移动时，斜杆AB受到的张力最大，其值为Fmax。 研究了梁平衡、目录、2.2轴拉伸或压缩时横截面上的应力和应力，由三角形ABC求出，斜杆AB的轴向力是斜杆AB横截面上的应力，目录、2.3直杆轴拉伸或压缩时斜截面上的应力，实验表明，拉伸(拉伸)是

11、明显的、目录、2.4材料拉伸时的力学性能、力学性能：材料在外力作用下变形和破坏方面所显示的力学特性。 试验片和实验条件、常温、静负荷、目录、2.4材料拉伸时的力学性能、目录、2.4材料拉伸时的力学性能、二低碳钢的拉伸、目录、2.4材料拉伸时的力学性能、明显的4阶段3 .强化阶段ce (恢复抗变形能力)、强度极限、4、局部变形(缩径)阶段ef、目录e弹性模量(GN/m2)、2.4材料拉伸时的力学性能、2个塑性指标三载的规律和冷硬化、1、弹性范围内载、再载、2、过弹性范围载、再载、材料在载荷过程中应力和应变呈线性关系，这就是载荷的规律。 材料的比例极限变高，伸长率降低，被称为冷硬化或加工硬化。 目

12、录、2.4材料拉伸时的力学性能、其他材料拉伸时的力学性质，相对于没有明显的屈服阶段的塑性材料，以产生0.2%塑性应变时的应力为屈服指标，即名义屈服极限p0.2可以表示。 对于目录、2.4材料拉伸时的力学性能、脆性材料(铸铁)，拉伸时的应力应变曲线是微弯曲的曲线，没有屈服和缩径现象，试验片急剧断裂。 断裂伸长率约为0.5%。 是典型的脆性材料，b拉伸强度极限(约140MPa )。 是测量脆性材料(铸铁)拉伸的唯一强度指标。、目录、2.5材料压缩时的力学性能、试验片和实验条件、常温、静负荷、目录、2.5材料压缩时的力学性能、二塑性材料(低碳钢)的压缩、拉伸和压缩与屈服阶段以前完全相同。 屈服极限、

13、比例极限、弹性极限、E -弹性模量、目录、2.5材料压缩时的力学性能、三脆性材料(铸铁)的压缩、脆性材料的拉伸和压坏的性质完全不同，压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限，目录一、安全率和容许应力、动作应力、塑性材料的容许应力、脆性材料的容许应力已知根据n安全率容许应力、2.7失效、安全率和强度补正、二、强度条件、强度条件能够解决三种强度补正问题的1缸内径D=350mm、油压p=1MPa。 求出螺栓容许应力=40MPa、螺栓的内径。 各螺栓所承受的轴向力是总压力的1/6，解：气缸盖所承受的力是强度条件，即螺栓的轴向力，螺栓的直径是目录、2.7失效、安全系数和强度修正计算、例题2.5、AC是50505的等边角钢，决定AB的允许载荷f。 解： 1、用修正轴力(斜杆为1杆，水平杆为2杆)的截面法以节点a为研究对象，2、根据斜杆的强度求出允许负荷，斜杆AC的面积为A1=24.8cm2，目录、2.7的目录，2.8轴拉伸或压缩时的变形约0.250.33，EA为拉伸刚性、泊松比、横向应变、目录，注意：无应力例题2.6 AB为长度2m