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第二篇 变形体静力学 # 材料力学的任务 # 材料力学研究的对象 # 杆件变形的基本形式 # 外力和内力 前 言 1、材料力学的任务 在生产实际中,各种机械和工程 结构得到广泛应用。组成机械的零 件和结构的元件,统称为构件。 举两个例子 简易压力机横梁、连杆受力可能破坏 横梁 轴销 活塞杆 气缸 连杆 上平台 工件下平台 变速器传动轴受力变形、工作失稳 齿轮 传动轴 对构件设计的要求 构件应具备足够的强度(即抵抗破坏的 能力),以保证在规定的使用条件下不 致发生破坏。 构件应具备足够的刚度(即抵抗变形的 能力),以保证在规定的使用条件下不 产生过分的变形。 构件应具备足够的稳定性(即维持其原 有平衡形式的能力),以保证在规定的 使用条件下不产生失稳现象。 材料力学的任务 由上述三项构件安全工作的基本要求可 以看出:如何合理的选用材料(既安全又经 济)、如何恰当的确定构件的截面形状和尺 寸,便成为构件设计中十分重要的问题。 材料力学的主要任务是:研究构件在外 力作用下的变形、受力和破坏规律,为合理 设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析 的基本理论和方法。 2、材料力学研究的对象 材料力学主要研究杆件 横向尺寸远小于纵向尺 寸的构件 横截面 轴线 截面形心 3、杆件变形的基本形式 # 轴向拉伸与压缩 # 剪切与挤压 # 扭转 # 弯曲 (1)轴向拉伸和压缩 拉伸 变细变长 压缩 变短变粗 拉力与压力都是沿杆的轴线方向 (2)剪切和挤压 剪切变形 挤压变形 剪切变形 (3)扭转 Me Me g j (4)弯曲 MeMe 4、外力、内力与应力 外力是指由其他物体施加的力或 由物体本身的质量引起的力 内力是指在外力作用下物体内各 个部分之间的作用力 外力的正负号取决于所建立的 坐标系,与坐标轴同向为正反 向为负。 内力的正负号根据规定,不同 变形的内力有不同的规定。 应力是内力分布的集度,可以理解为是单 位面积的内力 正应力 垂直于截面的应力 剪应力平行于截面的应力 s0s0t0 正负号规定:正应力 拉为正,压为负。 剪应力 顺时针为正,逆时针为负 5、变形固体及其基本假设 在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为 变形固体,而构件一般均由固体材料制成,所以构 件一般都是变形固体。 由于变形固体种类繁多,工程材料中有金属与 合金,工业陶瓷,聚合物等,性质是多方面的,而 且很复杂,因此在材料力学中通常省略一些次要因 素,对其作下列假设: 1)连续性假设:认为整个物体所占空间内到处 无空隙地充满物质。 2)均匀性
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