材料力学 第一章 绪论1

工程力学工程力学理论力学理论力学材料力学材料力学结构力学结构力学第一章 绪 论 1-1 材料力学 的 任务 1-2 变形 固体的基本 假设 1-3 外力及其分类1-4 内力、截面法和应力的概念1-5 变形与应变1-6 杆件 变形的基本形式一 、研究 对象构件构件构件构件 的的 分类分类板板 壳壳 块体块体材料力学以杆为主要研究对象材料力学以杆为主要研究对象1-1 材料力学的任务二 、任务材料力学是研究构件承载能力的一门 学科正常工作正常工作 足够的强度足够的强度 不破坏（塑变或断裂不破坏（塑变或断裂 ）足够的刚度足够的刚度 小变形（弹变小变形（弹变 ）足够的稳定性足够的稳定性 维持原有平衡维持原有平衡材料力学的任务材料力学的任务在 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 ，提供 必要的理论基础和计算方法 。1-2 变形固体的基本假设一、连续性假设 物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙 。 二、均匀性 假设物体内，各处的力学性质完全相同。物体内，各处的力学性质完全相同。三、各向同性 假设组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。四、小变形 假设材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，故对构件进行相比甚小，故对构件进行 受力分析受力分析 时可忽略其变形。时可忽略其变形。 外力 来自物体外部的力1、按、按 作用方式作用方式体积体积 力力表面力表面力集中力集中力分布力分布力2、 按随时间按随时间 变化变化静载荷静载荷动载荷动载荷交变载荷交变载荷冲击载荷冲击载荷1-3 外力及其分类 1、定义：、定义： 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之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）。间相互作用力（附加内力）。一 、内力1-4 内力、截面法和应力的概念 2、 内力的求法 截面法步骤：截 取 代 平 截截 在所求内力的截面处，用假想的平面将杆件一分为二在所求内力的截面处，用假想的平面将杆件一分为二 取取 任取其中一部分任取其中一部分 代代 弃去部分对留下部分的作用用作用在截面上相应的内弃去部分对留下部分的作用用作用在截面上相应的内 力系的合力（力或力偶）代替力系的合力（力或力偶）代替 平平 对所取部分建立平衡方程，计算截面上的内力对所取部分建立平衡方程，计算截面上的内力mmmmmmmm内力与破坏（强度）有关内力与破坏（强度）有关但不是引起破坏的唯一因素但不是引起破坏的唯一因素破坏（强度）还与内力在破坏（强度）还与内力在截面上分布的强弱程度有关截面上分布的强弱程度有关随着外力增大，内力也增大，到一定程度导致破坏随着外力增大，内力也增大，到一定程度导致破坏谁先断？谁先断？ 二、应力1、定义 ： 由 外力引起的内力的集 度FAM2、应力 的表示 平均应力平均应力 全应力（总应力全应力（总应力 ） 全应力分解为全应力分解为p M垂直于截面的应力称为垂直于截面的应力称为 “正应力正应力 ”位于截面内的应力称为位于截面内的应力称为 “切切 应力应力 ”应力的国际单位为 Pa 1N/m2= 1Pa（帕斯卡）1MPa = 106Pa 1GPa = 109Pa1、 变形在外力作用下物体形状和尺寸发生改变2、 位移变形前后物体内一点位置的变化3、 应变构件一点处的变形程度微元分析法1-5 变形与应变点的平均线应变点的 线 应变 点的切应变点的切应变(a) 轴向轴向 拉伸拉伸 (b) 轴向轴向