蔡中兵材料力学1绪论及基本概念

1、mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学盐城工学院土木工程学院盐城工学院土木工程学院力学课程组力学课程组 教师教师 蔡中兵蔡中兵材料力学材料力学mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学学习要求学习要求1 1、不无故缺课、不无故缺课。( (缺一次平时分扣缺一次平时分扣5 5分分) () (缺两次平时分扣缺两次平时分扣2020分分) )( (缺三次平时分扣缺三次平时分扣4040分分) ) ( (迟到两次算按缺课一次计算迟到两次算按缺课一次计算) )2 2、课前预习，用心听课，尽量记笔记。课前预习，用心听课，尽量记笔记。3 3、课后

2、、课后按时、独立、认真按时、独立、认真地完成作业地完成作业。4 4、阅读适量的参考书、阅读适量的参考书。5 5、有疑问多提问。、有疑问多提问。（答疑地点：土木馆（答疑地点：土木馆a213a213）*重点重点：吃透概念、加强练习：吃透概念、加强练习mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学总成绩总成绩考试成绩考试成绩（78%78%）平时成绩平时成绩（22%22%）1 1到课情况（到课情况（请勿缺席请勿缺席）2 2平时作业平时作业3 3课堂提问课堂提问1 1到课情况到课情况3 3实验报告实验报告2 2实验操作实验操作理论课理论课总成绩总成绩 90%90%实验课实验课

3、总成绩总成绩 10%10%* *实验成绩不及格，总成绩不及格实验成绩不及格，总成绩不及格考核办法考核办法以课上讲的内容和作业为主以课上讲的内容和作业为主mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学如何与我联系如何与我联系e-mail： c_ c_phone：echanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念理论力学理论力学：研究物体在外力作用下的：研究物体在外力作用下的运动效应运动效应，外效应。，外效应。研究的对象研究的对象 刚体刚体研究的对象研究的对象 可变形固体可变形固体

4、变形：在荷载的作用下，物体的形状、尺寸的变化。变形：在荷载的作用下，物体的形状、尺寸的变化。 材料力学是研究作用在物体上的材料力学是研究作用在物体上的力力与与变形变形之间的关之间的关系及与之相关的力学问题。系及与之相关的力学问题。材料力学材料力学：研究物体在外力作用下的：研究物体在外力作用下的变形效应变形效应，内效应。，内效应。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学问题的提出问题的提出mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学问题的提出问题的提出45mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学问题

5、的提出问题的提出45mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学45问题的提出问题的提出mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学问题的提出问题的提出mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学问题的提出问题的提出mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学 1-3 1-3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设 1-5 1-5 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式 1-1 1-1 材料力学的任务材料力学的任务 1-4 1-4 材料力学主要研究对象的几何性

6、质材料力学主要研究对象的几何性质mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学构构 件件组成机械与结构物的单个组成部分组成机械与结构物的单个组成部分力学性能力学性能材料变形与所受外力之间的关系材料变形与所受外力之间的关系以及材料抵抗变形和破坏的能力以及材料抵抗变形和破坏的能力荷荷 载载结构物所受到的各种外力结构物所受到的各种外力1-11-1、材料力学的任务、材料力学的任务失失 效效构件不能正常工作构件不能正常工作一、基本概念一、基本概念mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-11-1、材料力学的任务、材料力学的任务二、构件正常工

7、作的条件：二、构件正常工作的条件：足够的足够的强度强度 足够的足够的刚度刚度足够的足够的稳定性稳定性mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1 1、强度要求、强度要求不因发生断裂或塑性变形而失效不因发生断裂或塑性变形而失效强度：构件抵抗破坏的能力强度：构件抵抗破坏的能力mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学2 2、刚度要求、刚度要求不因发生过大的弹性变形而失效不因发生过大的弹性变形而失效刚度：构件抵抗弹性变形的能力刚度：构件抵抗弹性变形的能力mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学3、稳定性

8、要求、稳定性要求不因发生因平衡形式的突然转变而失效不因发生因平衡形式的突然转变而失效稳定性：构件保持原有平衡形式的能力稳定性：构件保持原有平衡形式的能力mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例19951995年夏天，韩国汉城欣年夏天，韩国汉城欣欣向荣，堪称亚洲经济奇迹的欣向荣，堪称亚洲经济奇迹的代表。时髦的三丰百货公司代表。时髦的三丰百货公司(the sampoong

9、)(the sampoong)是地标，也是是地标，也是汉城在全球快速成功崛起的象汉城在全球快速成功崛起的象征。征。6 6月月2929日下午，这里却成日下午，这里却成为一场恐怖浩劫的中心。在为一场恐怖浩劫的中心。在3030秒内，五层百货大楼层层塌陷，秒内，五层百货大楼层层塌陷，导致导致501501人被压死。盛怒的国人被压死。盛怒的国人追问：是什么造成韩国史上人追问：是什么造成韩国史上承平时期最惨重的灾难？承平时期最惨重的灾难？mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例

10、工程案例 三丰集团于三丰集团于19871987年开始在这片位于瑞草区，原本用作年开始在这片位于瑞草区，原本用作垃圾填埋场的开阔地上建设三丰百货大楼。按照最初的设计，垃圾填埋场的开阔地上建设三丰百货大楼。按照最初的设计，大楼将被建设成一栋四层的办公楼，但是三丰集团会长李大楼将被建设成一栋四层的办公楼，但是三丰集团会长李鐏鐏却却在建设工程中，将其重新设计成一栋五层百货大楼。这一改动，在建设工程中，将其重新设计成一栋五层百货大楼。这一改动，导致了导致了很多承重柱被取消很多承重柱被取消以腾出空间，安装自动扶梯。原先的以腾出空间，安装自动扶梯。原先的建筑承包商，拒绝按照新的设计继续施工。李建筑承包商，拒

11、绝按照新的设计继续施工。李鐏鐏因此解雇了他因此解雇了他们，并让自己的建筑公司进行施工。们，并让自己的建筑公司进行施工。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例 外界最初认为事故的原因是由于大楼松软的地基。但是外界最初认为事故的原因是由于大楼松软的地基。但是随着调查的深入，很快人们便发现事故发生是由于李随着调查的深入，很快人们便发现事故发生是由于李鐏鐏和其建和其建筑公司对设计的随意改动。后来对废墟的调查显示，筑公司对设计的随意改动。后来对废墟的调查显示，大楼的混大楼的混凝土是由劣质水泥和海水混合而成凝土是由劣质水泥和海水混合而成的。的。 调查也揭

12、示了汉城市的官员在也涉嫌在三丰方面改动建筑调查也揭示了汉城市的官员在也涉嫌在三丰方面改动建筑的过程中接受贿赂。结果，许多官员，包括前瑞草区行政官被的过程中接受贿赂。结果，许多官员，包括前瑞草区行政官被控玩忽职守而遭起诉并被判入狱。控玩忽职守而遭起诉并被判入狱。 19951995年年1212月月2727日，韩国汉城日，韩国汉城地方法院以违犯地方法院以违犯特定犯罪加重处罚法特定犯罪加重处罚法及业务过失致死罪的及业务过失致死罪的罪名判处李罪名判处李鐏鐏被被7 7年半有期徒刑，其子李汉祥被判七年。年半有期徒刑，其子李汉祥被判七年。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力

13、学工程案例工程案例 三丰百货属于所谓三丰百货属于所谓“平板平板”结构，是当时广泛采用的设计，结构，是当时广泛采用的设计，成本低而且工期短。楼面由厚厚的混凝土板构成，支撑的混凝成本低而且工期短。楼面由厚厚的混凝土板构成，支撑的混凝土墙柱将建筑物的重量下传到地基。平板结构施工优点多，却土墙柱将建筑物的重量下传到地基。平板结构施工优点多，却很敏感，它的规划必须更精确，完全不能出错。很敏感，它的规划必须更精确，完全不能出错。 具讽刺意味的是，最后毁了大楼的，竟然是新添的安全设具讽刺意味的是，最后毁了大楼的，竟然是新添的安全设施。汉城的法规，要求百货公司在电扶梯旁加装防火墙。防火施。汉城的法规，要求百货

14、公司在电扶梯旁加装防火墙。防火墙遇到火警会自动关闭，以免火势浓烟蔓延到其它楼层。而为墙遇到火警会自动关闭，以免火势浓烟蔓延到其它楼层。而为腾出空间加装防火墙，工人必须切开电扶梯旁的混凝土柱。这腾出空间加装防火墙，工人必须切开电扶梯旁的混凝土柱。这样的行为使大楼减少了样的行为使大楼减少了25%25%以上的重要支撑。这一系列致命的组以上的重要支撑。这一系列致命的组合就像颗定时炸弹。合就像颗定时炸弹。三丰百货倒塌的元凶，是所谓的三丰百货倒塌的元凶，是所谓的“贯穿剪贯穿剪力力”。当太细的柱子承受过多的重量，就会贯穿上方的天花板，。当太细的柱子承受过多的重量，就会贯穿上方的天花板，如同手指戳破湿纸巾。如

15、同手指戳破湿纸巾。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学工程案例工程案例mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学变变 形形 构件尺寸或形状的变化构件尺寸或形状的变化弹性变形：弹性变形：塑性变形：塑性变形：荷载去除后荷载去除后能恢复原状能恢复原状的变形。的变形。荷载去除后荷载去除后不能恢复原状不能恢复原状的变形。的变形。线弹性变形（如弹簧线弹性变形（如弹簧f=kx）1-31-3、可

16、变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设可变形固体可变形固体在荷载作用下发生变形的固体在荷载作用下发生变形的固体mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学可变形固体的基本假设可变形固体的基本假设 1 1、连续性假设、连续性假设 2 2、均匀性假设、均匀性假设 3 3、各向同性假设、各向同性假设 4 4、小变形假设、小变形假设( (补）补）1-31-3、可变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学一、连续性假设一、连续性假设 内容：认为物体在其整个体积内内容：认

17、为物体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，其结构毫无空隙地充满了物质，其结构是密实的。是密实的。无空隙无空隙1-31-3、可变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学二、均匀性假设二、均匀性假设 内容：假设物体内任一点处取出的体内容：假设物体内任一点处取出的体积单元积单元, ,其力学性质（主要是弹性性其力学性质（主要是弹性性质）都是一样的。质）都是一样的。 单元体的力学性质能代表单元体的力学性质能代表整个物体的力学性能。整个物体的力学性能。有利于建立数学模型有利于建立数学模型1-31-3、可变形固体的性质及

18、其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学三、材料的各向同性假设三、材料的各向同性假设 内容：假设材料沿各个方向的力学性能是相同的。内容：假设材料沿各个方向的力学性能是相同的。 各向同性材料各向同性材料各向异性材料各向异性材料如：低碳钢、铸铁、玻璃等如：低碳钢、铸铁、玻璃等如：木材、胶合板等如：木材、胶合板等1-31-3、可变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学四、小变形假设（补）四、小变形假设（补） 内容：构件在荷载作用下产生的变

19、形与其原始尺寸相比，内容：构件在荷载作用下产生的变形与其原始尺寸相比，可以忽略不计，这样的变形为小变形。可以忽略不计，这样的变形为小变形。 此假设使研究物体此假设使研究物体的平衡等问题时，可的平衡等问题时，可略去小变形，而按原略去小变形，而按原始尺寸计算，即静力始尺寸计算，即静力学中的方法。学中的方法。 1-31-3、可变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学 材料力学把实际材料看作材料力学把实际材料看作连续连续、均均匀匀、各向同性各向同性的可变形固体，多数局限的可变形固体，多数局限在在线线弹性变形范围内

20、弹性变形范围内和和小变形小变形条件下进条件下进行研究。行研究。1-31-3、可变形固体的性质及其基本假设、可变形固体的性质及其基本假设mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-41-4、材料力学主要研究对象的几何特征、材料力学主要研究对象的几何特征mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-41-4、材料力学主要研究对象的几何特征、材料力学主要研究对象的几何特征全国最大管桁架结构的沈阳奥体中心全国最大管桁架结构的沈阳奥体中心 mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学等截面杆等截面杆变截面杆变

21、截面杆2、按横截面、按横截面直杆直杆曲杆曲杆1 1、按轴线、按轴线轴线轴线横截面横截面形心形心横向横向轴向（纵向）轴向（纵向）横截面横截面垂直杆件长度方向的截面。垂直杆件长度方向的截面。轴线轴线杆件各横截面形心的连线。杆件各横截面形心的连线。杆的长度方向称为杆的长度方向称为纵向（轴向）纵向（轴向），垂直长度的方向称为垂直长度的方向称为横向横向。等直杆等直杆轴线是直线且横截面形状、尺寸均不改变的杆件。轴线是直线且横截面形状、尺寸均不改变的杆件。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-41-4、材料力学主要研究对象的几何特征、材料力学主要研究对象的几何特征me

22、chanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-41-4、材料力学主要研究对象的几何特、材料力学主要研究对象的几何特征征mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-41-4、材料力学主要研究对象的几何特征、材料力学主要研究对象的几何特征mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-51-5、杆件变形的基本形式、杆件变形的基本形式一、轴向拉伸或压缩一、轴向拉伸或压缩外力或其合力作用线沿杆件轴线外力或其合力作用线沿杆件轴线。外力特点：外力特点：变形特点：变形特点：杆件的主要变形为轴向伸长或缩短。杆件的主要变形为轴向伸长或缩短。mechanics of materials 盐城工学院力学课程组材料力学1-51-5、杆件变形的基本形式、杆件变形的基本形式二、剪切二、剪切杆件受到一对杆件受到一对等值、反向、作用线相互平行且等值、反向、作用线相互平行且相距很近相距很近的外力作用。的外力作用。外力特点：外力特点：变形特点：变形特点：杆件的主要变形是两部分沿外力作用方向发生杆件的主要变形是两部分沿外力作用方向发生相对错动相对错动。mec