材料力学 第一章 绪论及基本概念

材 料 力 学 电 子 教 案第一章 绪论及基本概念 1-1 材料力学的任务 1-2 材料力学与生产实践的关系 1-3 可变形固体的性质及其基本假设 1-4 杆件的几何特性 1-5 杆件变形的基本形式1材 料 力 学 电 子 教 案 1-1 材料力学的任务结构物和机械由 构件 组成 。第一章 绪论及基本概念 2材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 结构物实例3材 料 力 学 电 子 教 案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，荷载去除后不产生过大的永久变形 (塑性变形 )第一章 绪论及基本概念 F FaF F钢 筋b4材 料 力 学 电 子 教 案美国的 Tacoma老桥 于 1940年 11月 7日因风力引起的振动而产生断裂第一章 绪论及基本概念 5材 料 力 学 电 子 教 案荷载未作用时塑形变形示例第一章 绪论及基本概念 荷载作用下F荷载去除后6材 料 力 学 电 子 教 案塑形变形示例第一章 绪论及基本概念7材 料 力 学 电 子 教 案 . 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。荷载未作用时荷载去除后第一章 绪论及基本概念 荷载作用下F8材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 弹性变形示例9材 料 力 学 电 子 教 案. 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。偏心受压直杆第一章 绪论及基本概念 10材 料 力 学 电 子 教 案理想中心压杆第一章 绪论及基本概念 11材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 理想中心压杆12材 料 力 学 电 子 教 案在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。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第一章 绪论及基本概念 13材 料 力 学 电 子 教 案 1-2 材料力学与生产实践的关系赵州桥 (石拱桥 )595-605年建，充分利用石料的压缩强度安澜竹索桥 (宋代建 )(1964年改为钢缆承托的索桥 )充分利用竹材的拉伸强度第一章 绪论及基本概念 14材 料 力 学 电 子 教 案通过实验建立理论的初期伽利略 (G.Galileo)1638年提出计算梁强度的公式 (但结论不正确 )胡克 (R.Hooke)1678年发表根据实验得出的物理定律 胡克定律第一章 绪论及基本概念 15材 料 力 学 电 子 教 案材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、刚度和稳定性计算的理论。生产实践科学实验材料力学第一章 绪论及基本概念 16材 料 力 学 电 子 教 案 1-3 可变形固体的性质及其基本假设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： . 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：第一章 绪论及基本概念 17材 料 力 学 电 子 教 案 . 均匀性假设 各点处材料的力学性能相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。 . 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。第一章 绪论及基本概念 18材 料 力 学 电 子 教 案 1-4 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 变截面杆第一章 绪论及基本概念 19材 料 力 学 电 子 教 案 1-5 杆件变形的基本形式 . 轴向拉伸 或 轴向压缩第一章 绪论及基本概念 20材 料 力 学 电 子 教 案 . 剪切第一章 绪论及基本概念 21材 料 力 学 电 子 教 案剪切变形22材 料 力 学 电 子 教 案 . 扭转第一章 绪论及基本概念 23材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 扭转变形24材 料 力 学 电 子 教 案 . 弯曲F1=F2时 (从而亦有 FA=FB)车轴的 AB部分不受剪切 纯弯曲 。而车轴的外伸部分既受弯又受剪 横力弯曲第一章 绪论及基本概念 25材 料 力 学 电 子 教 案 第一章 绪论及基本概念 弯曲变形26材 料 力 学 电 子 教 案工程中常用构件在荷载作用下，大多为几种基本变形形式的组合 组合变形。烟囱(压缩 +横力弯曲 )齿轮传动轴(扭转 +水平面内横力弯曲 +竖直面内横力弯曲 )厂房吊车立柱(压缩 +纯弯曲 )第一章 完第一章 绪论及基本概念 27材 料 力 学 电 子 教 案赵州桥世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧拱石桥。位于中国河北省赵县，跨洨水。原名安济桥，俗称大石桥。隋开皇十五年至大业元年 (595 605年 )由匠人李春修建。净跨 37.02 m， 矢高 7.23 m， 桥面宽 9 m。 拱由 28券 (窄拱 )并列组成。大拱券上两端各建有两个小拱 (净跨分别为2.85 m和 3.81 m)， 以减轻桥身自重和增大泄洪面积。由于桥位良好、基底应力适宜，千余年来虽经多次洪水和地震，桥身基本完好。该桥构思精巧，造型稳重，是世界桥梁史上的杰作。 1961年定为中国全国重点文物保护单位。第一章 绪论及基本概念 28材 料 力 学 电 子 教 案安澜索桥安澜索桥是国家重点文物保护单位，相传始建于李冰建都江堰的战国末期，宋代时重建。历史上这座桥曾毁坏过几次，当时的政府均马上加以重修。这座桥原为一座竹索桥，现已改建成钢索桥，只是表面进行了仿竹木处理。全桥有九墩八孔，长 340 m,宽 1.4 m ， 高 13 m。第一章 绪论及基本概念 29材 料 力 学 电 子 教 案胡克（ Hooke Robert,1635 1703年 )胡克 1635年出生于英格兰怀特岛清水村 ,1653年到牛津大学作工读生。 1655年成为玻意耳的助手，由于他的实验才能，1662年被任命为皇家学会的实验主持人， 1663年获硕士学位，同年被选为皇家学会正式会员，又兼任了学会陈列室管理员和图书管理员。 1665