材料力学-第一章 绪论

河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 材料力学第一章 绪论*河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 第一章 绪 论1-1 材料力学的任务及研究对象1-2 变形固体的基本假设1-3 力、应力、应变和位移的概念1-4 杆件变形的基本形式 1-5 力学与工程河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 一、材料力学的任务材料力学是研究构件承载能力的一门学科。1.1 材料 力学的任务及研究对象结构物和机械由 构件 组成 。1-1 材料力学的任务及研究对象 河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 对构件在荷载作用下正常工作的要求 具有足够的强度 荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生永久变形 (塑性变形 )F FaF F钢 筋b1.构件的承载能力 强度：构件抵抗破坏的能力1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 塑形变形示例1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 具有足够的刚度 荷 载 作用下的弹性变形不超过工程允许范围。 刚度：构件抵抗变形的能力。弹性变形示例1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 满足稳定性要求 对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。稳定性：构件保持原有平衡状态的能力。1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题2.材料力学的任务 构件的强度、刚度和稳定性统称为构件的 承载能力。 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，选择适宜的材料，而提供必要的理论基础和计算方法。1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 二、研究对象1.构件的分类壳壳 块体块体1.1 材料 力学的任务及研究对象板板杆杆材料力学以 “ 杆类构件 ” 为主要研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 2.杆件的几何特性直杆 曲杆主要几何因素： 横截面、轴线等截面杆 和 变截面杆1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 重庆綦江彩虹桥 强度问题强度问题力学与工程1.1 材料 力学的任务及研究对象三、事故案例河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 工程中的强度问题工程中的强度问题辽宁辽宁 202国道熊岳大桥断裂国道熊岳大桥断裂力学与工程1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 小螺栓大事故 一架中国民航东方航空公司的飞机在从上海飞往北京时，前起落架锁连杆安装螺栓 (销子 )意外断裂，导致前起落架无法放下，机组人员尝试了多种方法也未能将它定位，最后实行了迫降。值得庆幸的是，迫降成功了。1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1940年完工的主跨 853m的塔可马大桥 (Tacoma Narrows),只使用了三个月 ,便在 19m/s的风速下造成了塌桥事故 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 稳定性问题稳定性问题宁波一 18层楼高塔吊突然拗断 操控工人坠落摔死 1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 毁坏的高压电线塔稳定性问题稳定性问题1.1 材料 力学的任务及研究对象河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 材料在荷载作用下都会产生变形 尺寸改变和形状改变 可变形固体 。对可 变形固体的基本假设：1. 连续性假设 无空隙、密实连续。(1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙；(2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无 “空隙 ”，亦不产生 “挤入 ”现象。据此：1-2 变形固体的基本假设1.2 变 形固体 的基本假设河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 2. 均匀性假设 各点处材料的力学性能相同。4. 小变形假设 构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不计。3. 各向同性 假设 材料在各方向的力学性能相同。1.2 变 形固体 的基本假设河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 一、外力1. 按作用方式分体积力表面力集中力分布力2. 按随时间变化分静载荷动载荷 交变载荷冲击载荷1.3 力、 应 力、 应变 和位移 的概念1-3 力、应力、应变和位移的概念河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 1. 定义： 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间相互作用力（附加内力）。二、内力1.3 力、 应 力、 应变 和位移 的概念河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 mm2. 内力的求法 截面法步骤 截开 在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。1.3 力、 应 力、 应变 和位移 的概念河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 mmmmmm 代替任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截面上相应的内力（力或力偶）代替。1.3 力、 应 力、 应变 和位移 的概念河南理工大学土木工程学院 第一章 绪论 平衡对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力。mmmmmm1.3