材料力学-上课讲义02第一章

Page1本讲内容§1-3外力与内力§1-4应力§1-5应变§1-6胡克定律§2-1引言第一章绪论第二章轴向拉压应力与材料的力学性能Page2外力的分类：表面力：气、液体压力，接触力。体积力：重力，惯性力，电磁力。分布力集中力静载荷：不随时间改变或变化较慢。动载荷：随时间显著变化或使构件各质点产生明显加速度§1-3外力与内力Page3内力与截面法：(internalforce,methodofsection)

求内力的方法：截面法1111

构件整体平衡，切开之后，各部分仍然平衡FFFF构件受外力：1、构件变形；2、构件内部相连各部分之间有相互作用力——内力。Page4内力的分类：(normalforce)轴力：FN(shearingforce)剪力：FS(torque)扭矩：Mx(bendingmoment)弯矩：My，MzFNMxFSyFSzMyMz截面法求内力的步骤：1、沿某一截面切开，得到分离体；2、对某一分离体列平衡方程，求得内力。例：均质杆，考虑自重，密度为，横截面积为A，求杆距底端x处截面的内力。lxPage51、截面法求内力的本质是利用平衡方程，与材料属性，构件形状无关；2、内力与所处截面有关，不同的截面，内力不同；3、内力是一个分布力，我们利用平衡方程求出的是内力的合力或合力矩。

注意：例：求下面两种情况下，1截面上的内力1AB各向异性材料FFF1FPage6正应力与切应力(normalstress,shearingstress)FAKFKp§1-4应力A内的平均应力K处的应力正应力切应力应力的单位：Pa,常用MpaPage7单向受力纯剪切，一点处的应力状态分析方法：取微体单向应力、纯剪切与切应力互等定理Page8y各面上应力均匀分布微体处于平衡状态纯剪切11，22，xz11，dxdydz22，Page9切应力互等定理：

在微体互垂截面上，垂直于交线的切应力数值相等，方向均指向或离开交线。例：求a,b,c面上的切应力，并标明方向。abc450450Page10构件受外力时单元体(微体)会产生变形棱边长度改变abb’棱边夹角改变abb’§1-5应变用正应变(normalstrain)和切应变(shearingstrain)来描述微体的变形Page11棱边长度改变abb’ab线段的平均正应变a点沿ab方向的正应变棱边夹角改变直角bac的改变量——直角bac的切应变cc’abPage12胡克定律(Hooke’slaw)单向受力纯剪切abb’§1-6胡克定律应力：正应力，切应力应变：正应变，切应变弹性(杨氏)模量切变模量Page13工程实例：房屋支撑结构曲柄滑块机构连杆第二章轴向拉压应力与材料的力学性能§2-1引言Page14桥梁飞机起落架Page15杆件受力特点：外力或其合力的作用线沿杆件轴线杆件变形特点：轴向伸长或缩短问题：在工程实际中，如何选材以及如何设计拉压杆的尺寸？轴向载荷轴向拉伸或压缩以轴向拉压为主要变形的杆件——拉压杆基本概念：Page16回顾历史：伽利略指出：1.如果C的重量越来越大，杆件最后总会象绳索一样断开；2.同样粗细的麻绳、木杆、石条、金属棒的承载能力各不相同；直杆简单拉伸实验3.相同材料制成的杆件，承载能力与横截面积成正比，与其长度无关。伽利略像Page17拉压杆的应力分析拉压杆横截面上内力(轴力)分析：FFmm轴力的符号规定：拉为正，压为负FFNFFNPage18轴力图F2FFABC2FF--ABC轴力图的两要素：大小，符号Page19求任一截面上的轴力，并画出轴力图。考虑自重，密度为，横截面积为A,长度为L。xgAFNx+gAL例题：Page20AB杆绕CD