材料力学b第一章绪论

DEPARTMENT OF ENGINEERING MECHANICS KUST材料力学 绪 论第一章 绪论 材料力学埃菲尔铁塔建成于 1889年高 320m重 7000吨金属制件 1.8万个铆钉 250万个第一章 绪论 材料力学金茂大厦金茂大厦高高 420.5m总计总计 88层层第一章 绪论 材料力学金门大桥建于 19331937年全长 2000m，桥面宽 27.4m两侧钢塔：高 342m，水面以上 227m两钢塔间跨度： 1280m桥中心距海面高度 60m承重钢索： 2.45万吨第一章 绪论 材料力学1940年 11月，由于刚度太差， 华盛顿塔科马湾大桥 在速度为 20m/s的风的作用下发生了颤振。第一章 绪论 材料力学物体、结构、构件材料力学的研究对象安全性有效性经济性强度刚度稳定性内力、变形分析1-1 材料力学的任务第一章 绪论 材料力学承载能力刚度 构件在外力作用下抵抗变形的能力。强度 构件在外力作用下抵抗破坏的能力。稳定性 构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力。第一章 绪论 材料力学强度问题断裂 塑性大变形第一章 绪论 材料力学刚度问题弹性大变形第一章 绪论 材料力学稳定性问题失稳或屈曲第一章 绪论 材料力学主要内容内力；变形；强度、刚度、稳定性承载能力 强度、刚度和稳定性 。构件 机械或工程结构的每一组成部分 。变形体 研究对象 。材料力学的任务： 在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。技术基础课 解决工程实际问题第一章 绪论 材料力学设计 根据承载要求和经济条件设计结构校核 在给定载荷作用下，考察构件能否安全正常工作确定许用载荷 确定结构或构件在满足安全性的前提下所能承受的最大载荷。三类问题第一章 绪论 材料力学1-2 材料力学的基本假设1.连续性假设（ 数学假设 ）3. 各向同性假设（ 物理学假设 ）2.均匀性假设 （力学假设）组成固体的物质不留空隙地充满了整个固体的体积。固体内各点处具有相同的力学性能。各向同性材料 ：固体材料内沿各个不同方向的力学性能相同。各向异性材料 ：固体材料内沿各个不同方向的力学性能不同。第一章 绪论 材料力学灰口铸铁 球墨铸铁球墨铸铁第一章 绪论 材料力学普通钢材普通钢材 优质钢材优质钢材第一章 绪论 材料力学4. 小变形假设（ 几何假设 ）1） 材料力学范围内可接受和计算的变形2） 变形远小于构件的尺寸3） 在原始构形和尺寸上进行结构分析。ABCF固体受力后的变形比固体的原始尺寸小得多。第一章 绪论 材料力学外力 来自构件外部的力根据作用方式，外力可分为：集中力分布力根据时间，载荷可分为 :静载荷 ：不随时间变化或缓慢变化 ；动载荷 ：大小或方向随时间变化。交变载荷、冲击载荷。 1-3 外力及其分类表面力表面力体积力体积力第一章 绪论 材料力学内力 ： 由于外部载荷作用引起的内力增量，在截面上连续分由于外部载荷作用引起的内力增量，在截面上连续分布。布。F1FnF3F21-4 内力、截面法和应力的概念第一章 绪论 材料力学F1FnF3F2内力的主矢和主矩第一章 绪论 材料力学截面法 : 获得内力的常规方法第一章 绪论 材料力学21 1） 切 :将元件切为两部分。2） 取 :选取其中任一部分为研究对象。 3） 代 : 使用内力代替另一部分的作用力4） 平 : 使作用在选取部分上的各力平衡，得到内力。截面法可以概括为 4个字：第一章 绪论 材料力学例 1-1 图示钻床结构，在载荷 Fp作用下，试确定截面 m-m上的内力。解 : 用截面法确定内力组成FN FP Mz FPe 根据平衡条件 第一章 绪论 材料力学F1F2FiFnF3M1M2问题由同一种材料制成的两个杆。它们受相同的外力作用。F1F2FiFnF3M1M2哪个会先破坏？为什么？第一章 绪论 材料力学应力 : 一点处内力的集度，单位面积上的内力。F1FnF3F2第一章 绪论 材料力学点 M处的平均应力点 M的应力p应力的定义 M M DADF第一章 绪论 材料力学应力 p法向分量正应力切向分量剪 (切 )应力分解合成pM 第一章 绪论 材料力学应力的单位pM st第一章 绪论 材料力学1-5 变形与应变 xxdxx xdxu u+du)(直角改变量直角改变量bag += dxduxe第一章 绪论 材料力学xydxPoint CC DEDEdu正应变：单位长度的线