[工学]第9次课材料力学01绪论ppt课件

1、1 1 、资料力学的义务、资料力学的义务2 2 、变形固体的根本假设、变形固体的根本假设3 3 、外力、内力及应力的概念、外力、内力及应力的概念4 4 、位移、变形及应变的概念、位移、变形及应变的概念5 5 、构件的分类杆件的根本变形、构件的分类杆件的根本变形桥梁构造桥梁构造1 1 、资料力学的义务、资料力学的义务航空航天航空航天强强 度：即抵抗破坏的才度：即抵抗破坏的才干干刚刚 度：即抵抗变形的才度：即抵抗变形的才干干稳定性：即坚持原有平衡形状的稳定性：即坚持原有平衡形状的才干才干 构件的强度、刚度和稳定性不仅与构构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的外形有关，而且与所用资料的力学性件的外形有

2、关，而且与所用资料的力学性能有关，因此在进展实际分析的根底上，能有关，因此在进展实际分析的根底上，实验研讨是完成资料力学的义务所必需的实验研讨是完成资料力学的义务所必需的途径和手段。途径和手段。构件的承载才干构件的承载才干资料力学的义务资料力学的义务四川彩虹桥坍塌四川彩虹桥坍塌美美国国纽纽约约马马尔尔克克大大桥桥坍坍塌塌1 1、资料力学的义务、资料力学的义务比比萨萨斜斜塔塔2 2 、变形固体的根本假设、变形固体的根本假设延续性假设：延续性假设：以为整个物体体积内毫无空隙地充溢物质以为整个物体体积内毫无空隙地充溢物质 在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称在外力作用下，一切固体都将发生变形，故

3、称为变形固体，而构件普通均由固体资料制成，故构为变形固体，而构件普通均由固体资料制成，故构件普通都是变形固体。件普通都是变形固体。均匀性假设：均匀性假设：以为物体内的任何部分，其力学性能一以为物体内的任何部分，其力学性能一样样各向同性假设：各向同性假设：以为在物体内各个不同方向的力学性能一样以为在物体内各个不同方向的力学性能一样小变形与线弹性范围小变形与线弹性范围A AB BC CF F1122 远小于构件的最小远小于构件的最小尺寸，所以经过节点平衡求尺寸，所以经过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形各杆内力时，把支架的变形略去不计。计算得到很大的略去不计。计算得到很大的简化。简化。3 3 、外

4、力、内力及应力的概念、外力、内力及应力的概念外力：外力：按按外外力力作作用用的的方方式式体积力体积力: :是延续分布于物体内部各点的力是延续分布于物体内部各点的力如物体的自重和惯性力如物体的自重和惯性力面积力面积力: :如油缸内壁的压力，水坝遭如油缸内壁的压力，水坝遭到的水压力等均为分布力到的水压力等均为分布力假设外力作用面积远小于物体假设外力作用面积远小于物体外表的尺寸，可作为作用于一外表的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等的压力等按按时时间间分布力：分布力：集中力：集中力：静载：静载：动载：动载：缓慢加载缓慢加载a0a0快速加载快速加载a0a0

5、，或冲击加载，或冲击加载 外力作用引起构件内部的附加相互作用力。外力作用引起构件内部的附加相互作用力。求内力的方法截面法求内力的方法截面法1 1、切、切2 2、留、留3 3、代、代4 4、平、平内力内力mm1F2F5F4F3F1F2F5F4F3FFSFSM MaaFaMFFS一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到都将趋于一定极限，得到dAdFAFp lim0A应力的国际单位为应力的国际单位为Pa 1N/m2= 1PaPa 1N/m2= 1Pa帕斯卡帕斯卡 1MPa = 106Pa 1GPa = 109Pa 1MPa

6、 = 106Pa 1GPa = 109Pa应力总量应力总量P P 可以分解成可以分解成: : 垂直于截面的分量垂直于截面的分量正应力正应力 平行于截面的分量平行于截面的分量切应力切应力应力应力A4F3FFC4F3FpCAFp平均应力平均应力: :某范围内单位面积上内力的平均集度某范围内单位面积上内力的平均集度4 4、位移、变形及应变的概念、位移、变形及应变的概念位移位移线位移线位移角位移角位移变形变形线变形线变形角变形角变形应变应变线正应变线正应变角切应变角切应变ECDDCECDDCCDCDDCmCDCDCDDClimECDm2ECD2limCDCEAA 5 5、构件的分类、构件的分类 杆件的

7、根本变形杆件的根本变形构件的分类：构件的分类：杆件、板壳杆件、板壳* *、块体、块体* *杆件：杆件：直杆：直杆：折杆：折杆：曲杆：曲杆：等截面直杆、变截面直杆等截面直杆、变截面直杆等截面折杆、变截面折杆等截面折杆、变截面折杆* *等截面曲杆、变截面曲杆等截面曲杆、变截面曲杆* *拉压变形拉压变形拉压、剪切、改动、弯曲拉压、剪切、改动、弯曲剪切变形剪切变形杆件的根本变形：杆件的根本变形：改动变形改动变形弯曲变形弯曲变形1-11-1工程实践中的轴向拉伸和紧工程实践中的轴向拉伸和紧缩问题缩问题特点：特点： 作用在杆件上的外力合力的作用线与作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴

8、线方向的伸杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。长或缩短。杆的受力简图为杆的受力简图为F FF F拉伸拉伸F FF F紧缩紧缩1-21-2轴向拉伸和紧缩时的内力轴向拉伸和紧缩时的内力F FF F1 1、轴力：横截面上的内力、轴力：横截面上的内力2 2、截面法求轴力、截面法求轴力m mm mF FFNFN切切: : 假想沿假想沿m-mm-m横截面将杆横截面将杆切开切开留留: : 留下左半段或右半段留下左半段或右半段代代: : 将抛掉部分对留下部分将抛掉部分对留下部分的作用用内力替代的作用用内力替代平平: : 对留下部分写平衡方程对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值求出内力即轴力的值

9、0 xFF FFNFN0FFNFFN3 3、轴力正负号：拉为正、轴力正负号：拉为正、压为负压为负4 4、轴力图：轴力沿杆件轴、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化线的变化 由于外力的作用线与由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。合。所以称为轴力。F FF Fm mm mF FFNFN 0 xFF FFNFN0FFNFFN知知F1=10kNF1=10kN；F2=20kNF2=20kN； F3=35kNF3=35kN；F4=25kN;F4=25kN;试画试画出图示杆件的轴力图。出图示杆件的轴力图。11 0 xFkN101

10、1 FFN例题例题2-12-1FN1F1解：解：1 1、计算各段的轴力。、计算各段的轴力。F1F3F2F4ABCDAB段段kN102010212FFFNBCBC段段2233FN3F4FN2F1F2122FFFN 0 xF 0 xFkN2543 FFNCDCD段段2 2、绘制轴力图。、绘制轴力图。kNNFx102510 西工大西工大1-3 1-3 截面上的应力截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力 杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必需用应力来比较和判别杆件的强度。积有关。必需用应力来比较和判别杆件的强度。横截面上的应力横截面上的应力横截面上的

11、应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力AFN 该式为横截面上的正应力该式为横截面上的正应力计计算公式。正应力算公式。正应力和轴力和轴力FNFN同号。同号。即拉应力为正，压应力为负。即拉应力为正，压应力为负。圣文南原理圣文南原理横截面上的应力横截面上的应力例题例题2-22-2 图示构造，试求杆件图示构造，试求杆件ABAB、CBCB的的应力。知应力。知 F=20kN F=20kN；斜杆；斜杆ABAB为直径为直径20mm20mm的圆截面杆，程度杆的圆截面杆，程度杆CBCB为为15151515的方截面杆。的方截面杆。F FA AB BC

12、C 0yFkN3 .281NF解：解：1 1、计算各杆件的轴力。、计算各杆件的轴力。设斜杆为设斜杆为1 1杆，程度杆为杆，程度杆为2 2杆杆用截面法取节点用截面法取节点B B为研讨对象为研讨对象kN202NF 0 xF4545045cos21NNFF045sin1 FFN1 12 2F FB BF F1NF2NFxy4545kN3 .281NFkN202NF2 2、计算各杆件的应力。、计算各杆件的应力。MPa90Pa109010204103 .286623111AFNMPa89Pa1089101510206623222AFNF FA AB BC C45451 12 2F FB BF F1NF2

13、NFxy45451-41-4轴向拉伸和紧缩时的变形轴向拉伸和紧缩时的变形一一 纵向变形纵向变形lll1AFll EAlFlNE二二 横向变形横向变形llbbb1bb钢材的钢材的E E约为约为200GPa200GPa，约为约为0.250.330.250.33E E为弹性摸量为弹性摸量,EA,EA为抗拉刚度为抗拉刚度泊松比泊松比横向应变横向应变AFN例题例题2-62-6 AB AB长长2m, 2m, 面积为面积为200mm2200mm2。ACAC面积为面积为250mm2250mm2。E=200GPaE=200GPa。F=10kNF=10kN。试求节点。试求节点A A的位移。的位移。 0yFkN202sin/1FFFN解：解：1 1、计算轴力。设斜杆为、计算轴力。设斜杆为1 1杆，程杆，程度杆为度杆为2 2杆取节点杆取节点A A为研讨对象为研讨对象kN32.173cos12FFFNN 0 xF0cos21NNFF0sin1 FFN2 2、根据胡克定律计算杆的变形。、根据胡克定律计算杆的变形。1mmm101102001020021020369311111AElFlNA AF F1NF2NFxy300300mm6 . 0m106 . 01025010200732. 11032ElFlN斜杆伸长斜杆伸长程度杆缩短程度杆缩短3 3、节点、