材料力学第一章绪论.

第一章第一章 绪论绪论 面向 21世纪课程教材 、 九五国家级级重点教材 1Page第一章第一章 绪论绪论教师简介姓名：蒋持平 办公室：主南 110电话： 82317508(O)北京航空航天大学教授、博导，国家级精品课材料力学课程负责人，核心刊物 力学与实践 主编，北京力学会理事。获国家级 教学成果奖 二等奖两项，北京市教学名师奖，教育部科技进步二等奖，专著与教材四部，国内外杂志论文 100余篇。现主持国家自然科学基金两项。助教：郭乾坤（研究生），主南 1022Page第一章第一章 绪论绪论教学安排n 总学时： 80 18 6 17周（本学期）n 先修课程：高等数学、理论力学n 考试方式：平时成绩期末闭卷考试n 课外要求： 2倍上课时间复习与作业n 答疑：统一安排n 作业：每周三下课前之前交作业（请客代表提前收好），要求认真独立完成，工整，用工具作图。3Page第一章第一章 绪论绪论参考资料 材料力学 教材： 国内 :范钦珊，孙训方，刘鸿文等的教材 , 国外 :铁摩辛柯著 ,韩耀新译 ;Beer F.P.et al, Mechanics of Materials) 教辅书： 蒋持平等，材料力学常见题型解析及模拟题，国防工业出版社， 2009。武际可，力学史，重庆出版社， 2000。高云峰 , 蒋持平 , 全国大学生竞赛赛题汇编及点评 , 机械工业出版社， 2009。 力学与实践 杂志：力学纵横栏、教育研究栏材料力学网站： 见北航国家级精品课程网站（ 2005）4Page第一章第一章 绪论绪论材料力学教学网站5Page第一章第一章 绪论绪论第一章 绪 论1-1 材料力学的任务与研究对象材料力学的任务与研究对象 1-3 材料力学的基本假设材料力学的基本假设 1-4 外力与内力外力与内力 1-5 应力应力 1-6 应变应变 1-7 胡克定律胡克定律 1-2 材料力学发展简史材料力学发展简史 6Page第一章第一章 绪论绪论1-1 材料力学的任务与研究对象材料力学的任务与研究对象 “云中牧女 ”巴黎埃菲尔铁塔中国新十大建筑之一东海大桥在霞光中展现迷人风采 为什么要学习材料力学？此情此景，你想到了什么？7Page第一章第一章 绪论绪论歼 10我国第一架具有完全自主知识产权、世界先进水平的新一代歼击机 2008年北京奥运会主体育场 “鸟巢 ” 基本要求：安全性与经济性 科学分析方法。课后讨论：材料力学的意义、内容与方法。8Page第一章第一章 绪论绪论l 构件：组成机械与结构的零构件，统称为构件l 变形：构件尺寸与形状的变化弹性变形：外力解除后可消失的变形塑性变形： 外力解除后不能消失的变形l 破坏 显著的塑性变形或断裂。一、材料力学的任务 1. 构件与构件的力学响应l 失稳 原有平衡形式的丧失。9Page第一章第一章 绪论绪论2. 构件安全工作的基本要求 ：具有足够的强度、刚度与稳定性 破坏 强度问题重庆綦 (q)江彩虹桥坍塌10Page第一章第一章 绪论绪论变形 刚度问题11Page第一章第一章 绪论绪论Tacoma 海峡新桥Tacoma 海峡大桥 1940年破坏原有平衡形式的破坏稳定性问题12Page第一章第一章 绪论绪论压杆稳定实验南京电视台脚手架失稳坍塌南京电视台脚手架失稳坍塌13Page第一章第一章 绪论绪论构件的承载能力：l 强度强度 构件在外力作用下抵抗破坏的能力；l 刚度刚度 构件在外力作用下抵抗变形的能力；l稳定性稳定性 构件在外力作用下保持原有平衡形式的能力 。构件安全工作的基本要求：具有足够的强度、刚度与稳定性 构件安全工作的基本要求小结 构件合理设计要求解决安全与经济、安全与重量等之间的矛盾14Page第一章第一章 绪论绪论3. 材料力学的任务：研究构件在外力作用下变形、内部受力与破坏的规律，为合理设计构件提供强度、刚度与稳定性 分析的基本理论与方法。截面合理设计示例15Page第一章第一章 绪论绪论杆件，简单杆系，某些形状与受力都较简单的板壳v 杆件： 细而长的构件 l b， h二、材料力学的研究对象 轴线 横截面hl b直杆曲杆16Page第一章第一章 绪论绪论v 板壳：薄片状构件ta,babt17Page第一章第一章 绪论绪论FFFF拉压：称为杆v 杆件按受力分类 :M M 扭转：称为轴弯曲：称为梁。左：曲梁；右：直梁 组合变形 分解为基本变形18Page第一章第一章 绪论绪论我们礼赞杆，它是栋梁，支撑了人类物质文明的壮美大厦；我们礼赞杆，它是中流砥柱，沧海横流时傲然屹立，挽狂澜于既倒；我们礼赞杆， 它简单的外表下却有如此丰富的科学内涵，杆内部丰富多彩的力学图景引领我们认识广袤的物质世界的自然规律 ； 我们更礼赞杆，它居功至伟而不炫耀，默默地坚守在不显眼的关键部位。学习杆的精神，做一颗永不生锈的螺丝钉。世界第一高楼台北 101大厦研究简单的杆件，有何意义？栋梁 中流砥柱 骨架 螺丝钉 科学宝库19Page第一章第一章 绪论绪论试弓定力图试弓定力图 东汉东汉 赵州桥赵州桥 隋朝隋朝 (使用至今）使用至今）中国古代有关材料力学的应用1-2 材料力学发展简史材料力学发展简史 20Page第一章第一章 绪论绪论1103年，李诫在 营造法式 大木作制度 指出：“ 凡梁之大小，各随其广分为三份，以二份为厚 ”21Page第一章第一章 绪论绪论中国古代力学发展的启示自豪：世界文明发源地之一遗憾：少有完整科学理论JAS-39XB-70A历史重任：如何使中国科学再次腾飞22Page第一章第一章 绪论绪论从古代人类开始建筑房屋的时候起，人们就觉察到有必要获得有关建筑材料强度的知识，以便作出决定构件安全尺寸的法则。古代国外有关材料力学的应用23Page第一章第一章 绪论绪论现代意义的材料力学的发展伽利略像1638年：材料力学的开端 关于两种新科学的对话 开创了用 实验观察 假设 形成科学理论的方法24Page第一章第一章 绪论绪论 关于两种新科学的对话 1638年伽利略出版 关于两种新科学的对话 被认为是现代材料力学的开端25Page第一章第一章 绪论绪论胡克的弹性实验装置1678年： 发现 “ 胡克定律”雅各布 .伯努利，马略特：得出了有关梁、柱性能的基础知识，并研究了材料的强度性能与其它力学性能。库伦：得到了梁的弯曲正应力和圆杆扭转切应力的正确结果26Page第一章第一章 绪论绪论(瑞士 )欧 拉像主要研究梁的变形： 曲线的变分法 ，推导出受横向力的悬臂杆的挠度表达式 关于柱的承载力 ，讨论了压杆稳定问题，引入了临界载荷的概念。 还研究了大变形问题、变截面梁的问题、具有初始曲率杆的问题。27Page第一章第一章 绪论绪论(瑞士 )约翰 .伯努利像 (意大利 )拉格朗日像提出 “ 虚位移原理”阐述了 “ 虚功原理”28Page第一章第一章 绪论绪论(英国 )托马