材料力学01绪论.ppt

1、材 料 力 学 主讲：罗红花,材料力学课程基本情况 ：,1.学时：80学时（包含：8学时实验） 2.成绩比例：平时成绩20% 期终考试80%,3.上课要求：不迟到、带笔、带练习本。,4.参考书目：图书馆四楼“工业技术阅览室” 索书号“TB301”,第1章 绪论,1.1 材料力学的任务,一、材料力学的研究对象：构件中的杆件、零件,1.构件的分类：,杆件；,板、壳；,块体,第1章 绪论,1.1 材料力学的任务,二、任务,材料力学是研究构件承载能力的一门学科。,1.强度：构件抵抗破坏的能力。,2.刚度：构件抵抗变形的能力。,3.稳定性：构件保持原有平衡的能力。,三、材料的力学性能 材料受力之后，变形

2、与破坏的性质。,四、材料力学的任务 学习和研究工程材料的力学性能知 识，学习构件强度、刚度、稳定性的 计算理论，为构件选用适宜的材料， 设计科学、合理的截面形状与尺寸， 使设计达到即经济又安全的目的。,1.2 变形固体的基本假设,一、关于变形固体的假设 1.均匀、连续性假设 2.各向同性假设 3.小变形假设,1、材料的均匀、连续性假设 是指材料内部没有空隙；是指材料的性 质各处都一样。,球墨铸铁的显微组织：微观不连续，不均匀 ，宏观连续均匀。,钢棒,钢材为各向同性的材料。,木材为各向异性的材料。,木棒,2、材料的各向同性假设 材料沿不同方向具有相同的力学性质。,3、小变形假设：可使问题得到如下

3、简化 （1）材料将是弹性的，变形均是可恢复 的； （2）忽略构件变形对结构整体形状及力作 用的影响； （3）研究构件长度变化时，用垂线代替圆 弧； （4 )构件的复杂变形可处理为若干基本变 形的叠加。 （P7）,1）弹性变形：解除外力后构件能够恢复原有的形状和尺寸，称这种变形为弹性变形。,2）塑性变形：若解除外力后，构件不能完全恢复原有的形状和尺寸，残留的一部分变形为塑性变形。,二、构件变形的分类：,1.3 外力及其分类,一、外力包括 1. 外荷载（主动力，已知力） 2. 约束力（被动力、未知力）,二、外力按作用方式分类：,体积力、表面力（集中力，分布力）,三、外载荷按时间分类：,静载荷，动载

4、荷,1.4 内力、截面法和应力的概念,一、构件的内力 由于外部原因引起构件内部各部 分之间的相互作用力。,1.内力必须满足平衡条件,作用在变形体上的外力相互平衡,内力与外力平衡 内力与内力相等,二、求内力的方法截面法,a.内力沿截面是连续分布的。,b.将截面上的分布内力向截面形心简化。,b. 截面上的分布内力向形心简化的结果,“截面法”的三个步骤：,1）取分离体 - 在欲求其内力的截面处，用一假想平面把该构件截为两部分，取其中任一部分为研究对象( 分离体)； 2）画受力图 - 在分离体上画出其主动力，再画上截面上的内力。 3）列平衡方程 -通过平衡方程求该截面上的内力。 (P4),1.应力：当

5、面积无限小时，单位面积上的内力。,三、应力的概念,正应力：（与横截面垂直） 切应力：（与横截面相切）,应力的单位：Pa (帕),常用单位：KPa(兆帕) MPa(兆帕) GPa(吉帕),1 MPa = 106 Pa,1 Pa = 1 N/m2,1 GPa = 109 Pa,1.5 变形与应变,1.正应变：（当长度无限小时，单位长度的变形）,k点沿ka 方向的正应变,（过同一点不同方位的正应变一般不同）,2.切应变：（用弧度表示）,微体相邻棱边所夹直角的改变量，称为切应变。,1.6 杆件变形的基本形式,杆件变形的四种基本形式： 1.轴向拉压 2.剪切与挤压 3.扭转 4.弯曲,1.轴向拉伸或压缩 杆受一对大小相等，方向相反的纵向力， 力的作用线与杆轴线重合。,2.剪切与挤压 杆受一对大小相等，方向相反的横向力， 力的作用线靠得很近。,3.扭转 杆受一对大小相等，方向相反的力偶作 用，力偶作用面垂直于杆轴线。,4.弯曲 杆受一对大小相等，方向相反的力偶， 力偶作用面是包含轴线的纵向面,附1：本课程的作用,1.本课程的内容可直接应用于工程设计与计算。 2.材料力学是一门很重要的技术基础课，它与机械、土建、航空、交通水利等工程密切相关，他在基础课和专业课之间起着桥梁作用.是后续结构力学、弹性力学、钢筋混凝土等课程的理论基