第一章 材料力学绪论

材 料 力 学Mechanics of Materials 赠同学们一句话：物格而后知至， 知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。 自天子以至于庶人， 壹是皆以修身为本。曾子 大学 格物 至知 诚意 正心 修身 齐家 治国 平天下目的 对学科有一个初步的概念上的了解 懂得重要性，引起学习它的兴趣 了解恰当的学习方法内容材料力学的任务、作用和地位基本假设基本概念变形的基本形式第一章 绪 论本节站在力学史和力学方法论的发展观、自然科学的价值观上，追根溯源 ， 展望去向，力图使你对于材料力学 有如下的宏观感觉和总体把握会当凌绝顶，一览众山小 一 .材料力学的由来 学科发展的必然性二 .材料力学的任务 工程需要的迫切性三 .材料力学的作用 承前启后的阶段性四 .材料力学的学习 爱学会学的自觉性参考资料主要参考书： 材料力学 刘鸿文主编，高等教育出版社，几种版本 材料力学 (I) 、 材料力学 (II) ，单辉祖主编，高等教育出版社 材料力学 (I) 、 材料力学 (II) （第 4版），孙训方主编，高等教育出版社， 2002 材料力学 ，范钦珊主编，高等教育出版社， 2000 材料力学 ，苏翼林主编，天津大学出版社， 2001 材料力学 学习指导书 (配合刘鸿文 材料力学 （第 4版）著译者 : 陈乃立、陈倩出版社 : 高等教育出版社 出版时间 : 2004年第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结5/49材料力学简史传统具有柱、梁、檩、椽的木制房屋结构古代建筑结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结6/49建于唐末（ 857年）的山西五台山佛光寺东大殿材料力学简史古代建筑结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结7/49建于辽代（ 1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔塔高 9层共 67.31米，用木材 7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔材料力学简史古代建筑结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结8/492200年以前建造的都江堰安澜索桥 材料力学简史古代建筑结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结9/49建于隋代（ 605年）的河北赵州桥桥长 64.4米，跨径 37.02米，用石 2800吨材料力学简史古代建筑结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结10/49河北赵州桥建于 1400年前（隋朝）跨 37.02米、宽 9米、拱高 7.23米， 钱令希 院士用弹塑性理论计算，结果 压力线完全通过拱轴。第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结11/49有学者用 结构拓扑优化 ICM （ Independent Continuous Mapping ） 方法计算的结果，完全类似赵州桥的构型。第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结12/49材料力学 独立出现可以指导工程设计，解决工程问题1638年： 关于两种新科学的叙述与证明 伽利略 Galilei1564-1642悬臂梁应力分布 简支梁受集中载荷的最大弯矩材料力学简史等强度梁截面形状 空、实心圆柱抗弯强度比较第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结13/49第一部 材料力学 出现 17世纪以后，技术革命法国科学家 纳维 1826年著 材料力学 法国科学家 库仑（ 1736 1806）通过实验修正了伽利略的错误，提出了最大切应力强度理论目录材料力学简史第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结14/49世界重大工程事故魁北克大桥崩塌过程： 500600结果： 19000顿钢材和 86名工人掉水中， 11人生还时间： 1907地点：美国人物：特奥多罗 库帕第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结15/49泰坦尼克客轮沉没世界重大工程事故客轮： 11层楼高， 3个足球场过程： 船与 46000吨重的巨大浮冰相撞结果： 共 2224人， 1513人丧生时间： 1912年 4月 14日午夜地点：英国纽芬兰大浅滩南 150公里处第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结16/49“长尾鲨 ”号核潜艇失事沉没世界重大工程事故情况： 长 85米，排水量3750吨，载有萨布罗克反潜导弹，也是当时最大的核弹。过程： 作下潜 300米的潜水试验时，神秘地沉入 2300米深的海底结果： 129名船员的生命 （材料故障）时间： 1963年 4月 10日地点：好望角 408公里处第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结17/49维昂特坝崩塌世界重大工程事故过程： 水流自维昂特大坝上 100米高处直泻而下，在仅仅几秒钟内就淹没了山谷内的 5个村庄结果： 4000人丧生时间： 1963年 10月 9日地点：意大利维昂特河上的混凝土拱坝原因： 没有制订持续检查山坡状况及其加固的措施。 1.5亿吨的泥石第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结18/49DC 10客机失事世界重大工程事故情况： 土耳其航空公司的一架美制 飞机从法国首都巴黎附近的奥利机场起飞，飞机载着 335名旅客、 11名机组人员和大量行李升入4000米高空，飞往英国的伦敦。结果： 8分后爆炸，全部牺牲（舱门设计有误，脱落）时间： 1974年 3月 3日地点：巴黎第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结19/49堪萨斯城饭店倒塌世界重大工程事故情况：夜总会， 1500人结果： 113人死亡， 200人受重伤时间： 1981年 7月 17日地点：美国堪萨斯城饭店第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结20/49“挑战者号 ”航天飞机失事世界重大工程事故时间： 1986年 1月 28日中午情况：数百万美国人端坐在电视机前，观看 “挑战者号 ”航天飞机的发射情景飞机上： 7人 5 男 2女过程：升空后只过了 73秒钟，观看者就看到了爆炸原因：助推火箭的密封装置出现故障，泄漏出的燃料便着了火，火焰很快就扩散到了主燃料舱第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结21/49国内事故911的世贸大楼失事的飞机某地即将竣工的斜拉桥崩塌某地压力容器爆破事故某重大设备曲柄断裂某机场弦梯在下客时根部断裂某市某楼工地施工中屋板塌落第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结22/49第一章 绪论1.1 材料力学的任务l 桥梁结构第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结23/491.1 材料力学的任务l 航空航天第一章 绪论第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结24/491.1 材料力学的任务第一章 绪论第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结25/491.1 材料力学的任务第一章 绪论第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结26/49建筑工程第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学任务材料力学作用基本假设外力及其分类内力、截面法应力的概念位移变形应变构件的分类变形基本形式本章小结27/49第一章 绪论材料力学简史重大工程事故材料力学