材料力学综合概述

1、 同学们好同学们好请联系我请联系我 我（张竞）的联系方式我（张竞）的联系方式 电话电话 86914554（O)Email: 办公室（答疑）：仰仪中楼办公室（答疑）：仰仪中楼 212室室 独立完成作业独立完成作业 同学之间多交流问题同学之间多交流问题 关注生活和工程中的力学问题关注生活和工程中的力学问题 不要随意旷课不要随意旷课 考试卷面成绩考试卷面成绩100100，占总成绩的，占总成绩的7575，平，平时作业、课堂表现及实验占时作业、课堂表现及实验占2525。课程学习要求课程学习要求材料力学材料力学 概述概述1.1 1.1 材料力学的研究内容材料力学的研究内容1.1

2、1.1 材料力学的研究内容材料力学的研究内容研究构件在研究构件在外力作用下的变形、受力与破坏或失效的规律，为合外力作用下的变形、受力与破坏或失效的规律，为合理设计理设计提供有关强度、刚度与稳定提供有关强度、刚度与稳定性分析的基本理论与方法，性分析的基本理论与方法，强度、刚度的问题强度、刚度的问题机械加工用的钻床的立柱，机械加工用的钻床的立柱，如果强度不够，就会折断如果强度不够，就会折断( (断裂断裂) )或折弯或折弯( (塑性变形塑性变形) )；如果刚度不够，钻床立柱如果刚度不够，钻床立柱即使不发生断裂或者折弯，即使不发生断裂或者折弯，也会产生过大弹性变形也会产生过大弹性变形（图中虚线所示为夸

3、大的（图中虚线所示为夸大的弹性变形），从而影响钻弹性变形），从而影响钻孔的精度，甚至产生振动，孔的精度，甚至产生振动，影响钻床的在役寿命影响钻床的在役寿命 稳定性问题稳定性问题 河北赵州桥建于河北赵州桥建于14001400年前（隋朝）跨年前（隋朝）跨37.0237.02米、宽米、宽9 9米、拱米、拱高高7.237.23米，经计算，符合现代力学原理。米，经计算，符合现代力学原理。钱令希钱令希 院士用弹塑性理论计算，结果院士用弹塑性理论计算，结果 压力线完全通压力线完全通过拱轴。过拱轴。 建筑工程建筑工程桥梁工程桥梁工程 桥面结构桥面结构 桥梁工程（立柱与桥梁工程（立柱与） 工程中的缆索工程中的缆

4、索 桥梁工程（澳门桥）桥梁工程（澳门桥） 桥梁工程（重庆彩虹桥）桥梁工程（重庆彩虹桥）坍塌后的彩虹桥坍塌后的彩虹桥 力学问题力学问题 运动中的力学计算运动中的力学计算 3000N3500N4500N6000N12500N湖南凤凰县沱江大桥突然垮塌湖南凤凰县沱江大桥突然垮塌 ,2007.8.13 64人遇难人遇难广东九江大桥垮塌广东九江大桥垮塌 4车坠江车坠江9人失踪人失踪 航空工程（航空工程（ 机械工程机械工程 机械工程机械工程 水利工程水利工程 生活中的力学生活中的力学 2007年年9月月6日日14时许，郑州市内一处正在时许，郑州市内一处正在施工的建筑工地发生垮塌事故，施工的建筑工地发生垮塌

5、事故，7遇难遇难(图片：中新社图片：中新社)电力工程电力工程2008年初的南方冰雪灾难年初的南方冰雪灾难生活中的力学生活中的力学 生活中的力学生活中的力学 生活中的力学生活中的力学 上海火车站附近一新建住宅区，某幢上海火车站附近一新建住宅区，某幢8层楼层楼房发生明显震动，居民无法正常生活，地房发生明显震动，居民无法正常生活，地震？有鬼？震？有鬼？ 经检查发现，距离经检查发现，距离800米处有一石料加工厂米处有一石料加工厂的石料切削机的工作频率与大楼的固有频的石料切削机的工作频率与大楼的固有频率安全一致，共振。石料切削机关闭，震率安全一致，共振。石料切削机关闭，震动停止。动停止。 但调整该切削机

6、的运转速度，加快转速，低层发生晃动，放慢转速，高层晃动，需要调整整个地基，设计减震机构。1.21.2杆件的基本变形杆件的基本变形 当杆件两端承受沿轴线方向的拉力或压力载荷时，当杆件两端承受沿轴线方向的拉力或压力载荷时，杆件将产生轴向伸长或压缩变形杆件将产生轴向伸长或压缩变形杆件的基本变形杆件的基本变形在平行于杆横截在平行于杆横截面的两个相距很面的两个相距很近的平面内，方近的平面内，方向相对地作用着向相对地作用着两个横向力，当两个横向力，当这两个力相互错这两个力相互错动并保持二者之动并保持二者之间的距离不变时，间的距离不变时，杆件将产生剪切杆件将产生剪切变形变形 。杆件的基本变形杆件的基本变形当

7、作用在杆件上的力组成作用在垂直于杆轴平当作用在杆件上的力组成作用在垂直于杆轴平面内的力偶面内的力偶M Me e时，杆件将产生扭转变形，即杆时，杆件将产生扭转变形，即杆件的横截面绕其轴相互转动件的横截面绕其轴相互转动 。杆件的基本变形杆件的基本变形当外加力偶当外加力偶 M M 或外力作用于杆件的或外力作用于杆件的纵向平面内时，杆件将发生弯曲变形，纵向平面内时，杆件将发生弯曲变形，其轴线将变成曲线。其轴线将变成曲线。杆件的基本变形杆件的基本变形当外加力偶当外加力偶 M M 或外力作用于杆件的纵或外力作用于杆件的纵向平面内时，杆件将发生弯曲变形，向平面内时，杆件将发生弯曲变形，其轴线将变成曲线。其轴

8、线将变成曲线。 由两种或两种以上基本受力形式由两种或两种以上基本受力形式中所共同形成的受力与变形形式中所共同形成的受力与变形形式即为组合受力与变形即为组合受力与变形1.3 材料力学的基本假设材料力学的基本假设均匀连续问题均匀连续问题微观不均匀连微观不均匀连续续 ，宏观均匀，宏观均匀连续连续微观不均匀连微观不均匀连续续 ，宏观均匀，宏观均匀连续连续均匀连续问题均匀连续问题 微观不均匀连续微观不均匀连续 ，宏观均匀连续宏观均匀连续均匀连续问题均匀连续问题 微观不均匀连微观不均匀连续续 ，宏观均匀，宏观均匀连续连续均匀连续问题均匀连续问题均匀连续问题均匀连续问题弹性体受力与变形特征弹性体受力与变形特

9、征FN=FFFFFFFFM M0M0M0M0M0M0弹性体受力与变形特征弹性体受力与变形特征弹性体上的外力与内力弹性体上的外力与内力 外力：集中力、约束力、分布力、力偶外力：集中力、约束力、分布力、力偶 截面法截面法F F1F F3F F2F FnF F1F F2F F3F Fn作用在弹性体上的作用在弹性体上的外力相互平衡外力相互平衡内力与外力平衡；内力与外力平衡；内力与内力平衡。内力与内力平衡。变变 形形 前前变形不协调变形不协调变形不协调变形不协调变形协调一致变形协调一致弹性体变形的协调性弹性体变形的协调性P0,ABXFFF0ABlACCBllACCBlll2l0BCACll0ACCBll

10、l2ll2lACCBllNN,ACAC ACCBCB CBlFllFl2CBACllNN2ACCBFFPABFFF2ABFFPP2133,ABFFFFl2l1.5 材料力学的分析方法材料力学的分析方法受力物体的平衡分析，确定内力的形式受力物体的平衡分析，确定内力的形式通过变形关系和物性关系，确定内力的分布规律通过变形关系和物性关系，确定内力的分布规律通过物体变形的现象做出一定的假设，分析物体的通过物体变形的现象做出一定的假设，分析物体的变形规律变形规律1.6 1.6 应力与应变及其相互关系应力与应变及其相互关系 正应力与切应力正应力与切应力FP1FP2FQyFQzFNyxzAAFAlimN0AFAlimQ0p222应变：各点变形程度的度量应变：各点变形程度的度量 正应变是各点线变形程度的度量正应变是各点线变形程度的度量剪应变直角的改变量的度量剪应变直角的改变量的度量xu+duxxxuxddd