材料力学(杜云海)主编第一章课件

郑州大学力学与工程科学学院编制材料力学MechanicsofMaterials10/9/2023欢迎各位同学！希望合作愉快！10/9/2023材料力学绪论Introdution10/9/2023§1.材料力学的分析任务§2.材料力学与工程绪论10/9/2023材料力学——分析构件的力学表现，研究工程构件承载力与材料、受力、截面之关系结构承受荷载、机械传递运动时，必须保证各构件、零件正常工作而不失效——须有足够的承载力滑道（导轨）滑块曲柄连杆（机构）零件（结构）构件§1分析对象与任务工程构筑物中,受力－传力及支承作用的骨架（ObjectivesandTaskofMechanicsofMaterials）专业基础学科10/9/2023绪论承载力三方面衡量不发生断裂——具有足够的强度1.强度—抵抗断裂或过量塑性变形的能力.（冲床冲杆、机床丝杠、传动轴，不弯裂或扭断……）10/9/2023绪论轴承定子转子变形不超出允许的范围——具有足够的刚度

波士顿人寿大厦…）例:（齿轮啮合，帝国大厦晃动2.刚度—抵抗弹性变形的能力.纽约地标帝国大厦电动机10/9/2023绪论稳定性试验[加]魁北克桁式桥原有形状下的平衡应是稳定的.3.稳定性—保持其原有直线平衡状态的能力.

10/9/2023绪论安全性——多用材料、优质经济性——节省材料、廉价矛盾合理解决

除确保构件安全，还应符合经济性原则

通过构件的内力、变形分析，提出满足强度、刚度和稳定性的计算准则(降低成本造价、材料消耗，减轻自重)——以合理设计形状尺寸、选用材料，达到安全适用与经济的工程承载要求.10/9/2023§2.材料力学与工程发展绪论都江堰(安澜)索桥赵州桥都江堰(安澜)索桥（MechanicsofMaterialsandEngineeringDeveloping）10/9/2023公路桥10/9/2023桥梁工程中国桥梁世界第一拱——卢浦大桥（主跨径550m）澳门桥10/9/2023荷兰风车能源电力海洋石油钻井平台10/9/2023美国纽约马尔克大桥坍塌大型桥梁—强度刚度稳定问题绪论10/9/2023斜拉桥10/9/2023绪论10/9/2023空间站和航天器10/9/202310/9/2023中国093型核攻击潜艇战斗想像图导弹兵器工业绪论10/9/2023(航母)10/9/2023(歼10)绪论T-50、J-20、F-22同角度对比图10/9/202310/9/2023绪论达芬奇——在斜塔上落下铁球，也分析过弯曲受力；研究了加速度，也提出了合力定律…“力学是数学的乐园，因为我们在这里获得了数学的果实.”———达.芬奇10/9/2023人类是…多么矛盾的主体!…既是真理的贮藏所,又是不确定与错误的渊源;——帕斯卡——站在巨人的肩头，想和宇宙对话.除了其它众所周知的领域，在力学园地同样有不朽的建树.绪论10/9/2023——用几何绘图的方法在应力分析和强度理论方面打开过一个新的空间.——光弹实测的先行者，也是电气火车头的设计者.还是力学教育的实践者——所编写的力学教科书影响了几代人绪论10/9/2023材料力学第一章基本概念BasicConcepts10/9/2023§1.

变形固体及基本假设§2.

内力与应力§3.位移与变形§4.杆件基本变形形式

第一章基本概念10/9/2023§1变形固体及其基本假设

1.连续性假设：2.均匀性假设：3.各向同性假设：（各力学量可用点坐标的连续函数表示和分析,物体实体空间密实地充满物质，毫无空隙物体材料的力学性质沿各方向完全相同（各向同性材料；各向异性材料）物体材料的力学性质各处完全相同

一.几个基本假设(BasicAssumptionsofDeformableSolid)固体材料可变形可用数学方法：微积分，代数、微分方程…）

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小变形：在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，外力去除后可完全恢复的变形——弹性外力去除后不可恢复的变形——塑性二.弹性、塑性·小变形故对构件进行平衡分析时可忽略微小变形的几何影响——(如：移动式吊车大梁)原始尺寸原理10/9/2023移动式起重机吊车梁立柱行车（吊车大梁)小车（变形）最大垂度<1/500跨度,精密机械要求更严…10/9/2023

§2内力和应力一.内力截面法由变形引起的物体内部各截面各点之间的抗力——内力

构件受外力作用而变形——物体内部各截面各点之间的相对位置发生变化1.材料的固态结合力（分子结合力、化学粘合力）概念不同于：2.刚体系统中的内力——研究对象内部各刚体(物体)之间的相互作用力（机械力）内部各截面各点之间产生抵抗变形的相互作用力——“内力”(InternalForcesandStress)10/9/2023内力在截面内连续分布——分布力系（因材料的连续性假设——变形、内力系连续）分布内力系的合力、合力偶（主矢、主矩）——内力截面法(普遍：六个分量)显示并确定内力的一般方法——10/9/2023（此时截开面上内力对分析体而言是外力）

(在所求内力截面处)假想截面将构件一