材料力学 课件 第1章 材料力学分析框架

《材料力学》真正工程设计的基石理解工程设计思维的向导进行创新和创造的前提掌握理论工具锻炼工程思维埋下科研种子知识体系实验体验模型分析例题应用高等数学大学物理理论力学机械原理机械设计结构力学材料力学牛顿拉格朗日铁木辛柯钱学森钱伟长钱令希徐芝纶一个根本问题：目标件，能不能正常工作。结束材料力学基本假设一、基本假设的由来材料力学：从宏观研究目标件的变形、破坏和失效规律。微观材料宏观行为产生组成影响影响一、基本假设的由来材料可能存在缺陷和不理想内部存在孔隙内部存在杂质密度分布均匀不同方向表现不同受载荷变形巨大连续性假设均匀性假设各向同性假设二、连续性假设透水路面，快速消除积水原因：材料中存在孔隙二、连续性假设金属内部孔隙（缺陷）泡沫铁镍二、连续性假设含义：认为组成物体的物质不留空隙的充满了物体的体积。作用：可将物体内的一些物理量（如各点的位移等）表示为坐标的连续函数，用微积分等数学工具进行分析。物质中存在孔隙是不可避免的，对通过数学方法研究材料的性能存在很大影响，导致难以采用统一连续的力学模型对物体和材料进行研究和表征，因此提出连续性假设。三、均匀性假设静置的奶茶金属材料三、均匀性假设含义：认为物体内各点的力学性能相同，不随坐标位置变化。作用：可取物体的任意一微小部分来分析或进行材料实验，其结果可以适用于物体的其它各部分。物质中各个部分之间可能存在差异，导致难以通过将局部材料性能的研究成果推广到这个目标件，因此提出均匀性假设。四、各向同性假设木材纤维微观结构木材纤维微观结构四、各向同性假设沿木材轴线劈开的方法，是因为横向劈开难度较大，木头各个方向的力学性能不一致。四、各向同性假设含义：认为无论沿任何方向，物体的力学性能都是相同的。作用：不需要考虑不同方向受载时的反应不同问题，使分析和计算过程变得简单。物质在各个方向受到载荷作用所展现出来的结果——力学性能都不完全相同，导致难以大量增加研究难度，难以采用简单公式研究目标件，因此提出各向同性假设。五、小变形假设LPRMM=PLM=P(L-

)LPRM

理想情况实际情况五、小变形假设含义：构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。作用：不需要因为外载荷做作用导致目标件变形而反过来影响外载荷的问题，降低了研究复杂程度。实际目标件在受到载荷作用变形时，其变形方向不仅仅只沿载荷作用方向存在，其沿各个方向存在大变形会显著改变力的作用结果，因此提出小变形假设。六、总结综上所述，在材料力学中，一般将实际构件看作是由连续、均匀和各向同性材料构成的可变形固体。且其变形很小，以至于不影响外力的作用。结束材料力学的任务一、材料力学研究对象高中/大物点上的力学问题理论力学刚体的力学问题材料力学变形体力学问题一、材料力学研究对象材料力学主要研究变形体，从宏观的角度，研究构件(主要是杆件)在外力(及温度变化)作用下的变形、受力和失效的规律，为构件的合理设计提供必要的理论基础和计算方法。一、材料力学研究对象研究目标：杆件一维平板二维块体三维二、材料力学研究任务杆件正常工作的三个安全性要求：强度要求刚度要求稳定性要求二、材料力学研究任务强度：构件抵抗破坏的能力——物体不能发生破坏。二、材料力学研究任务刚度