4项目四材料力学基本知识
材料力学中的基本知识与原理
材料力学中的基本知识与原理材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏行为的学科。
它是工程学的重要基础学科，对于工程设计、材料选择和结构分析都有着重要的指导作用。
在材料力学中，有一些基本的知识和原理是必须要了解和掌握的。
1. 应力与应变应力是指单位面积上的力，通常用符号σ表示。
应变是指物体在外力作用下发生的形变，通常用符号ε表示。
应力与应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来描述。
在弹性阶段，应力与应变呈线性关系，即胡克定律。
而在超过材料弹性极限后，应力与应变的关系将变得非线性，并可能导致材料的破坏。
2. 弹性模量与刚度弹性模量是材料在弹性阶段应力与应变之间的比值，通常用符号E表示。
刚度是指材料对于外力的抵抗能力，刚度越大，材料越难发生形变。
弹性模量与刚度有着密切的关系，弹性模量越大，材料的刚度也越大。
3. 断裂与破坏断裂和破坏是材料力学中重要的研究内容。
断裂是指材料在外力作用下发生的断裂现象，通常分为脆性断裂和韧性断裂两种。
脆性断裂是指材料在弹性阶段后突然发生断裂，韧性断裂是指材料在外力作用下逐渐发生断裂。
破坏是指材料在外力作用下失去原有的功能和性能。
4. 强度与韧性强度是指材料抵抗外力破坏的能力，通常用抗拉强度、抗压强度等来表示。
韧性是指材料吸收能量的能力，通常用断裂韧性来表示。
强度和韧性是材料力学中两个重要的性能指标，不同的工程应用需要不同的强度和韧性。
5. 疲劳与寿命材料在长期循环加载下可能会出现疲劳现象，即在应力远低于材料的抗拉强度的情况下，材料会因为循环加载而逐渐疲劳积累，最终导致破坏。
疲劳寿命是指材料在特定应力循环下能够承受的次数。
疲劳与寿命是材料力学中需要重点研究和考虑的问题，对于工程设计和结构安全有着重要的影响。
6. 材料的选择与设计在工程设计中，材料的选择是一个关键的问题。
不同的工程应用需要不同的材料，需要考虑到材料的力学性能、耐久性、经济性等因素。
材料力学为工程设计提供了重要的指导原则，帮助工程师选择合适的材料并进行合理的设计。
材料力学基础知识点整理
材料力学基础知识点整理引言本文旨在整理材料力学的基础知识点，帮助读者更好地理解和掌握这一领域的基本概念和原理。
1. 应力和应变- 应力：应力是物体内部的力与物体横截面积的比值，描述了单位面积内的力的大小和方向。
- 应变：应变是物体在受到外力作用下产生的形变或变形量，描述了物体形变程度的量度。
2. 弹性力学- 弹性材料：弹性材料受到外力作用后可以恢复原来形状和大小的材料。
- 弹性常数：描述了材料的弹性性质，包括弹性模量、剪切模量和泊松比等。
- 弹性变形：弹性变形是指材料在受到外力作用下产生的可恢复的形变。
- 胡克定律：弹性力学中的基本定律，描述了弹性材料应力与应变之间的线性关系。
3. 塑性力学- 塑性材料：塑性材料在受到外力作用后会发生不可逆的形变和破坏。
- 屈服点：塑性材料受到应力作用达到一定值时开始发生可观察的塑性变形的应力值。
- 塑性变形：塑性变形是指材料在受到外力作用下产生的不可恢复的形变。
- 塑性流动：塑性材料在受到应力作用下发生塑性变形的过程。
4. 破裂力学- 破裂点：材料在受到应力作用下失效的应力值，也是材料破裂的起始点。
- 断裂韧性：材料抵御破裂的能力，即材料在受到应力作用下能吸收的能量大小。
- 破裂模式：根据材料破裂的形式和特征进行分类，如脆性破裂和韧性破裂等。
5. 疲劳力学- 疲劳现象：材料在循环加载下产生的疲劳破坏现象，即反复加载引起的损伤和破裂。
- 疲劳寿命：材料在特定加载条件下能够承受的循环次数或应力循环次数。
- 疲劳强度：材料在特定寿命下能够承受的最大应力。
结论本文对材料力学基础知识点进行了整理和概述，包括应力和应变、弹性力学、塑性力学、破裂力学和疲劳力学等内容。
希望这些知识点能够帮助读者建立对材料力学基础的扎实理解，为进一步学习和研究提供基础。
材料力学的基本知识与积累
材料力学的基本知识与积累材料力学是研究材料在受力下的力学性能和变形行为的学科，是工程学中的重要基础学科之一。
它涉及到材料的强度、刚度、韧性、疲劳寿命等方面的问题，对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。
一、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在受力下表现出的各种力学特性。
其中，强度是指材料在受力下能够承受的最大应力值，是衡量材料抗拉、抗压能力的指标。
刚度是指材料在受力下的变形程度，是衡量材料抗变形能力的指标。
韧性是指材料在受力下的断裂性能，是衡量材料抗断裂能力的指标。
疲劳寿命是指材料在长期受到交变应力作用下的寿命，是衡量材料抗疲劳性能的指标。
二、材料的力学行为材料在受力下的变形行为可以分为弹性变形和塑性变形两种。
弹性变形是指材料在受力下发生的可恢复的变形，即当外力作用消失时，材料能够恢复到原来的形状。
塑性变形是指材料在受力下发生的不可恢复的变形，即当外力作用消失时，材料无法完全恢复到原来的形状。
材料的弹性模量是衡量材料抗变形能力的指标，塑性变形的程度则取决于材料的屈服强度。
三、材料的屈服与断裂材料的屈服是指材料在受力下发生的从弹性变形到塑性变形的转变。
当材料受到的应力超过其屈服强度时，材料开始发生塑性变形。
而材料的断裂是指材料在受力下发生的从塑性变形到断裂的转变。
当材料受到的应力超过其抗拉强度时，材料发生断裂。
因此，对于工程设计和材料选择来说，需要考虑材料的屈服强度和抗拉强度，以保证材料的安全可靠性。
四、材料的疲劳寿命材料的疲劳寿命是指材料在长期受到交变应力作用下的寿命。
疲劳寿命的长短取决于材料的疲劳强度和疲劳寿命曲线。
疲劳强度是指材料在一定的应力水平下能够承受的循环应力次数，疲劳寿命曲线则是描述材料在不同应力水平下的疲劳寿命的函数关系。
对于工程设计来说，需要选择具有较长疲劳寿命的材料，以保证工程结构的使用寿命。
五、材料力学的积累材料力学的积累是指通过实验和理论研究，对材料的力学性能和变形行为进行总结和归纳的过程。
材料力学概念及基础知识
材料⼒学概念及基础知识⼀、基本概念1 材料⼒学的任务是：研究构件的强度、刚度、稳定性的问题，解决安全与经济的⽭盾。
2 强度：构件抵抗破坏的能⼒。
3 刚度：构件抵抗变形的能⼒。
4 稳定性：构件保持初始直线平衡形式的能⼒。
5 连续均匀假设：构件内均匀地充满物质。
6 各项同性假设：各个⽅向⼒学性质相同。
7 内⼒：以某个截⾯为分界，构件⼀部分与另⼀部分的相互作⽤⼒。
8 截⾯法：计算内⼒的⽅法，共四个步骤：截、留、代、平。
9 应⼒：在某⾯积上，内⼒分布的集度(或单位⾯积的内⼒值)、单位Pa。
10 正应⼒：垂直于截⾯的应⼒(σ)11 剪应⼒：平⾏于截⾯的应⼒( )12 弹性变形：去掉外⼒后，能够恢复的那部分变形。
13 塑性变形：去掉外⼒后，不能够恢复的那部分变形。
14 四种基本变形：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
⼆、拉压变形15 当外⼒的作⽤线与构件轴线重合时产⽣拉压变形。
16 轴⼒：拉压变形时产⽣的内⼒。
17 计算某个截⾯上轴⼒的⽅法是：某个截⾯上轴⼒的⼤⼩等于该截⾯的⼀侧各个轴向外⼒的代数和，其中离开该截⾯的外⼒取正。
18 画轴⼒图的步骤是：①画⽔平线，为X轴，代表各截⾯位置；②以外⼒的作⽤点为界，将轴线分段；③计算各段上的轴⼒；④在⽔平线上画出对应的轴⼒值。
（包括正负和单位）19 平⾯假设：变形后横截⾯仍保持在⼀个平⾯上。
20 拉（压）时横截⾯的应⼒是正应⼒，σ=N/A21 斜截⾯上的正应⼒：σα=σcos2α22 斜截⾯上的切应⼒：α=σSin2α/223 胡克定律：杆件的变形时与其轴⼒和长度成正⽐，与其截⾯⾯积成反⽐，计算式△L=NL/EA（适⽤范围σ≤σp）24 胡克定律的微观表达式是σ=Eε。
25 弹性模量（E）代表材料抵抗变形的能⼒（单位Pa）。
26 应变：变形量与原长度的⽐值ε=△L/L（⽆单位），表⽰变形的程度。
27 泊松⽐（横向变形与轴向变形之⽐）µ=∣ε1/ε∣28 钢（塑）材拉伸试验的四个过程：⽐例阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。
(完整版)材料力学必备知识点
材料力学必备知识点1、 材料力学的任务：满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。
2、 变形固体的基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。
3、 杆件变形的基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4、 低碳钢：含碳量在0.3%以下的碳素钢。
5、 低碳钢拉伸时的力学性能：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段 极限：比例极限、弹性极限、屈服极限、强化极限6、 名义（条件）屈服极限：将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标7、 延伸率δ是衡量材料的塑性指标塑性材料 随外力解除而消失的变形叫弹性变形；外力解除后不能消失的变形叫塑性变形。
>5%的材料称为塑性材料： <5%的材料称为脆性材料8、 失效：断裂和出现塑性变形统称为失效9、 应变能：弹性固体在外力作用下，因变形而储存的能量10、应力集中：因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象11、扭转变形：在杆件的两端各作用一个力偶，其力偶矩大小相等、转向相反且作用平面垂直于杆件轴线，致使杆件的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动。
12、翘曲：变形后杆的横截面已不再保持为平面；自由扭转：等直杆两端受扭转力偶作用且翘曲不受任何限制；约束扭转：横截面上除切应力外还有正应力13、三种形式的梁：简支梁、外伸梁、悬臂梁14、组合变形：由两种或两种以上基本变形组合的变形15、截面核心：对每一个截面，环绕形心都有一个封闭区域，当压力作用于这一封闭区域内时，截面上只有压应力。
16、根据强度条件 可以进行（强度校核、设计截面、确定许可载荷）三方面的强度计算。
17、低碳钢材料由于冷作硬化，会使（比例极限）提高，而使（塑性）降低。
18、积分法求梁的挠曲线方程时，通常用到边界条件和连续性条件；因杆件外形突然变化引起的局部应力急剧增大的现象称为应力集中；轴向受压直杆丧失其直线平衡形态的现象称为失稳19、圆杆扭转时，根据（切应力互等定理），其纵向截面上也存在切应力。
材料力学主要知识点归纳
材料力学主要知识点一、基本概念1、构件正常工作的要求：强度、刚度、稳定性。
2、可变形固体的两个基本假设：连续性假设、均匀性假设。
另外对于常用工程材料（如钢材），还有各向同性假设。
3、什么是应力、正应力、切应力、线应变、切应变。
杆件截面上的分布内力集度，称为应力。
应力的法向分量σ称为正应力，切向分量τ称为切应力。
杆件单位长度的伸长（或缩短），称为线应变；单元体直角的改变量称为切应变。
4、低碳钢工作段的伸长量与荷载间的关系可分为以下四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。
5、应力集中：由于杆件截面骤然变化（或几何外形局部不规则）而引起的局部应力骤增现象，称为应力集中。
6、强度理论及其相当应力（详见材料力学ⅠP229）。
7、截面几何性质A 、截面的静矩及形心①对x 轴静矩⎰=A x ydA S ，对y 轴静矩⎰=Ay xdA S ②截面对于某一轴的静矩为0，则该轴必通过截面的形心；反之亦然。
B 、极惯性矩、惯性矩、惯性积、惯性半径① 极惯性矩：⎰=A P dA I 2ρ② 对x 轴惯性矩：⎰=A x dA y I 2，对y 轴惯性矩：⎰=A y dA x I 2 ③ 惯性积：⎰=Axy xydA I ④ 惯性半径：A I i x x =，A I i y y =。
C 、平行移轴公式： ① 基本公式：A a aS I I xc xc x 22++=；A b bS I I yc yc y 22++= ；a 为x c 轴距x 轴距离，b为y c 距y 轴距离。
② 原坐标系通过截面形心时A a I I xc x 2+=；A b I I yc y 2+=；a 为截面形心距x 轴距离，b 为截面形心距y 轴距离。
二、杆件变形的基本形式1、轴向拉伸或轴向压缩：A 、应力公式 AF =σ B 、杆件伸长量EA F N l l =∆，E 为弹性模量。
C 、应变公式E σε=D 、对于偏心拉压时，通常将荷载转换为轴心受力与偏心矩进行叠加。
材料力学基本概念知识点总结
材料力学基本概念知识点总结材料力学是研究物质材料的力学性质和行为的学科，是许多工程学科的基础和核心内容之一。
本文将对材料力学的基本概念进行总结，包括应力、应变、弹性、塑性等方面。
一、应力与应变1.1 应力应力是描述物体内部受力情况的物理量。
一般分为法向应力和切应力两个方向，分别表示作用在物体上的垂直和平行于截面的力。
法向应力可进一步分为压应力和拉应力，分别表示作用在物体上的压缩力和拉伸力。
1.2 应变应变是物体在受力作用下发生形变的度量。
一般分为线性应变和剪切应变两类，分别表示物体长度或体积的变化以及物体形状的变化。
线性应变可进一步分为正应变和负应变，分别表示物体拉伸或压缩时的形变情况。
二、弹性与塑性2.1 弹性弹性是材料的一种特性，指材料在受力作用下能够恢复原先形状和大小的能力。
即当外力停止作用时，材料能够完全恢复到初始状态。
弹性按照应力-应变关系可分为线弹性和非线弹性，前者表示应力与应变之间呈线性关系，后者表示应力与应变之间不呈线性关系。
2.2 塑性塑性是材料的另一种特性，指材料在受力作用下会发生形变并保持在一定程度上的能力。
即当外力停止作用时，材料只能部分恢复到初始状态。
塑性按照塑性变形的特点可分为可逆塑性和不可逆塑性，前者表示形变能够通过去应力恢复到初始状态，后者表示形变无法通过去应力完全恢复。
三、应力-应变关系应力-应变关系是描述材料力学行为的重要概念之一。
在材料的弹性范围内，应力与应变之间满足线性比例关系，也就是胡克定律。
根据胡克定律，应力等于弹性模量与应变的乘积。
四、杨氏模量与剪切模量4.1 杨氏模量杨氏模量是衡量材料抵抗线弹性形变的能力，也叫做弹性模量。
杨氏模量越大，材料的刚性越高，抗拉伸和抗压缩的能力越强。
4.2 剪切模量剪切模量是衡量材料抵抗剪切形变的能力，也叫做切变模量。
剪切模量越大，材料的抗剪强度越高，抗剪形变的能力越强。
五、破坏力学破坏力学是研究材料在外力作用下失效的学科。
材料力学的基本知识与原理
材料力学的基本知识与原理材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律的学科。
它是工程领域中至关重要的一门学科，对于材料的设计、制造和使用具有重要的指导意义。
本文将介绍材料力学的基本知识与原理，帮助读者更好地理解材料的力学行为。
一、弹性力学弹性力学是材料力学的基础，研究材料在外力作用下的弹性变形。
弹性变形是指材料在外力作用下，当外力消失时能够恢复到原来的形态。
弹性力学的基本原理是胡克定律，即应力与应变成正比。
胡克定律可以用数学公式表示为：σ = Eε，其中σ为应力，E为杨氏模量，ε为应变。
杨氏模量是材料的一种机械性能指标，代表材料的刚度。
应力和应变的关系可以通过拉伸试验来测定，从而得到材料的杨氏模量。
二、塑性力学塑性力学是研究材料在外力作用下的塑性变形。
塑性变形是指材料在外力作用下，当外力消失时不能完全恢复到原来的形态。
塑性变形主要发生在金属等材料中，而非金属材料如陶瓷和塑料则主要表现为弹性变形。
塑性变形的特点是应力超过一定临界值后，材料开始产生塑性流动。
在塑性流动过程中，材料的内部发生晶格滑移和位错运动，从而导致材料的形态发生变化。
塑性变形的量化指标是屈服强度和延伸率，屈服强度代表材料的抗拉强度，延伸率代表材料的延展性。
三、断裂力学断裂力学是研究材料在外力作用下的断裂行为。
断裂是指材料在外力作用下发生破裂。
断裂行为主要受到应力集中和裂纹的影响。
应力集中是指在材料中存在应力集中的区域，通常是由于几何形状的不均匀性或者外力的集中作用导致的。
裂纹是材料内部的缺陷，它可以是由于材料制造过程中的缺陷或者外力作用导致的。
在外力作用下，裂纹周围的应力集中，从而导致裂纹的扩展。
断裂的量化指标是断裂韧性，它代表材料抵抗断裂的能力。
四、疲劳力学疲劳力学是研究材料在循环加载下的疲劳行为。
疲劳是指材料在循环加载下发生破坏。
循环加载是指材料在外力作用下交替受到拉伸和压缩的加载。
疲劳破坏是一种逐渐发展的过程，通常以裂纹的扩展为主要特征。
材料力学基础
材料力学基础材料力学是研究材料在外力作用下的变形、破坏和性能的一门学科。
它是材料科学的重要组成部分，对于材料的设计、制备和应用具有重要的指导意义。
本文将介绍材料力学的基础知识，包括应力、应变、弹性模量、屈服强度等内容。
首先，我们来介绍应力和应变的概念。
应力是单位面积上的力，通常用σ表示，其计算公式为F/A，其中F为受力，A为受力面积。
应变是物体长度相对于初始长度的变化量，通常用ε表示，其计算公式为ΔL/L，其中ΔL为长度变化量，L为初始长度。
应力和应变是描述材料在外力作用下的变形情况的重要物理量。
接下来，我们将介绍材料的弹性模量。
弹性模量是描述材料抵抗变形的能力的物理量，通常用E表示。
对于线弹性材料，弹性模量可以通过应力-应变关系来计算，即E=σ/ε。
弹性模量是衡量材料刚度和变形能力的重要参数，不同材料的弹性模量具有很大差异，对于材料的选择和设计具有重要意义。
除了弹性模量，材料的屈服强度也是一个重要的力学性能参数。
屈服强度是材料在受力过程中开始发生塑性变形的应力值，通常用σy表示。
当材料受到的应力超过屈服强度时，材料会发生塑性变形，这对于材料的加工和使用具有重要的影响。
屈服强度是衡量材料抗拉伸能力的重要指标，对于材料的工程应用具有重要意义。
此外，材料的断裂行为也是材料力学研究的重要内容。
材料的断裂行为通常可以通过拉伸试验来研究，通过拉伸试验可以得到材料的断裂应力和断裂应变。
断裂应力和断裂应变是描述材料断裂性能的重要参数，对于材料的设计和评价具有重要意义。
综上所述，材料力学是研究材料在外力作用下的变形、破坏和性能的重要学科，其基础知识包括应力、应变、弹性模量、屈服强度等内容。
这些基础知识对于材料的设计、制备和应用具有重要的指导意义，是材料科学不可或缺的重要组成部分。
希望本文的介绍能够对读者对材料力学有所了解，并对材料科学的学习和研究有所帮助。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结在材料科学领域，材料力学是一个重要的分支，它研究材料的力学性质，包括材料的强度、刚度、韧性等方面。
材料力学的研究可以帮助我们理解和预测材料在不同应力条件下的行为，并为材料的设计和应用提供依据。
本文将对材料力学的一些重要知识点进行总结。
1. 弹性模量弹性模量是材料应力和应变之间的比例系数，描述材料在受力时的变形能力。
其计算公式为：E = σ / ε其中，E表示弹性模量，σ表示应力，ε表示应变。
弹性模量越大，材料的刚度越高，即材料越不容易发生形变。
常见的材料弹性模量有杨氏模量、剪切模量等。
2. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中发生塑性变形的最大应力。
当材料受到超过屈服强度的应力时，将产生塑性变形。
屈服强度是材料强度的重要指标之一，对于材料的选择和设计具有重要意义。
3. 断裂强度断裂强度是材料在拉伸过程中发生断裂的最大应力。
材料的断裂强度是其极限强度，表示材料能够承受的最大应力。
对于工程结构和材料的可靠性分析，断裂强度是一个关键参数。
4. 韧性韧性是材料抵抗断裂的能力，描述了材料在发生破坏前吸收的能量。
韧性与断裂强度密切相关，通常情况下，韧性较高的材料在承受冲击和动态载荷时表现更好。
韧性可以通过材料的断裂延伸率来评估。
5. 硬度硬度是材料抵抗划痕和压痕的能力，常用来评估材料的耐磨性和耐腐蚀性。
硬度测试可以通过洛氏硬度、巴氏硬度等方法进行测量。
硬度与材料的结晶度、晶粒尺寸、相变和合金化等因素有关。
6. 断裂韧性断裂韧性是材料在发生断裂时的能量吸收能力，同时考虑了材料的强度和韧性。
断裂韧性通常用断裂韧性指标（例如KIC）来评估，该指标描述了材料在存在裂纹的情况下抵抗断裂的能力。
7. 塑性变形塑性变形是材料在应力作用下发生永久性变形的能力。
与弹性变形不同，塑性变形发生后材料不能恢复其原始形状。
塑性变形通常发生在材料的屈服点之后。
8. 蠕变蠕变是材料在长时间暴露于高温和恒定应力下发生的塑性变形。
材料力学中的基本知识及其应用
材料力学中的基本知识及其应用材料力学是研究材料的力学性能和行为的一门学科，它是材料科学和工程学的重要基础。
在工程实践中，掌握材料力学的基本知识对于设计和制造高性能材料和结构至关重要。
本文将介绍材料力学的基本概念和应用，并探讨其在工程领域中的重要性。
第一部分：材料力学的基本概念材料力学的基本概念包括应力、应变和弹性模量。
应力是单位面积上的力，可以描述材料受力后的变形程度。
应变是材料受力后的变形量与原始尺寸的比值，可以用来描述材料的变形性能。
弹性模量是描述材料对应力的响应能力，它衡量了材料在受力后能够恢复原状的能力。
第二部分：材料力学的应用材料力学的应用广泛，涉及到材料的设计、制造和使用。
在材料的设计过程中，材料力学可以帮助工程师选择合适的材料和确定合理的结构设计，以满足特定的应力和应变要求。
在材料的制造过程中，材料力学可以指导工程师选择适当的工艺参数，以确保材料的质量和性能。
在材料的使用过程中，材料力学可以帮助工程师评估材料的耐久性和可靠性，以确保材料在使用过程中不会发生失效。
第三部分：材料力学在工程领域中的重要性材料力学在工程领域中具有重要的意义。
首先，材料力学可以帮助工程师理解材料的性能和行为，从而指导材料的设计和制造。
其次，材料力学可以帮助工程师评估材料的可靠性和安全性，从而确保工程项目的顺利进行。
此外，材料力学还可以帮助工程师解决材料失效和损坏的问题，提高工程项目的效率和可持续性。
结论材料力学是材料科学和工程学的重要基础，掌握材料力学的基本知识对于设计和制造高性能材料和结构至关重要。
材料力学的应用广泛，涉及到材料的设计、制造和使用。
在工程领域中，材料力学具有重要的意义，可以帮助工程师理解材料的性能和行为，评估材料的可靠性和安全性，解决材料失效和损坏的问题。
因此，深入学习和应用材料力学的知识对于工程师来说是非常重要的。
工程学材料力学基础知识
工程学材料力学基础知识工程学材料力学是工程学领域中的重要学科，它研究材料在受力作用下的力学行为和性能。
本文将为读者介绍工程学材料力学的基础知识，包括材料力学的定义、应力、应变、弹性和塑性行为以及应力-应变曲线等内容。
一、材料力学的定义工程学材料力学是研究材料在受力作用下的力学行为和性能的学科。
它研究材料的强度、刚度、韧性等力学性质，为工程设计和材料选用提供理论基础。
二、应力与应变应力是指单位面积内的力的大小，常用符号为σ，单位为帕斯卡(Pa)。
应力分为正应力和剪应力两种形式。
正应力是垂直于考察平面的力的作用，剪应力是平行于考察平面的力的作用。
应变是指受力下物体形变的程度，常用符号为ε，无单位。
应变分为纵向应变和横向应变两种形式。
纵向应变是物体沿受力方向的形变，横向应变是物体垂直于受力方向的形变。
三、弹性与塑性行为弹性是材料在受力作用下的瞬时回复能力，即材料在去除外力后能够恢复到原始形状的性质。
当材料受到小范围的外力作用时，其应力与应变之间呈现线性关系，这种关系称为胡克定律。
塑性是材料在受力作用下发生永久性形变的性质。
当材料受到较大范围的外力作用时，其应力与应变之间不再呈线性关系，会出现非弹性变形，导致材料的塑性行为。
四、应力-应变曲线应力-应变曲线是揭示材料力学性质的重要工具。
它反映了材料在受力作用下的力学变化过程。
一般来说，应力-应变曲线包括线性弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和断裂阶段。
线性弹性阶段是指应力与应变之间呈线性关系的阶段。
在这个阶段，材料会根据外力大小发生弹性变形，而在去除外力后能够恢复到原始形状。
屈服阶段是指应力-应变曲线开始出现非线性关系的阶段。
当材料受到足够大的外力作用时，应力将突破一定值，材料会发生塑性变形。
强化阶段是指应力-应变曲线继续上升的阶段。
在该阶段，材料的应力逐渐增加，但不会再出现明显的塑性变形。
断裂阶段是指应力-应变曲线突然下降并最终断裂的阶段。
在这个阶段，材料无法承受外力继续变形，出现了破坏现象。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科，它是工程力学的一个重要分支，对于机械、土木、航空航天等工程领域有着至关重要的作用。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、基本概念1、外力：作用在物体上的力，包括载荷和约束力。
2、内力：物体内部各部分之间相互作用的力。
3、应力：单位面积上的内力。
4、应变：物体在受力时发生的相对变形。
二、轴向拉伸与压缩1、轴力：杆件沿轴线方向的内力。
轴力的计算通过截面法，即假想地将杆件沿某一截面切开，取其中一部分为研究对象，根据平衡条件求出截面处的内力。
2、拉压杆的应力正应力计算公式为：σ ＝ N ／ A，其中 N 为轴力，A 为横截面面积。
应力在横截面上均匀分布。
3、拉压杆的变形纵向变形：Δl ＝ Nl ／ EA，其中 E 为弹性模量，l 为杆件长度。
横向变形：Δd ＝μΔl，μ 为泊松比。
三、剪切与挤压1、剪切：在一对相距很近、大小相等、方向相反的横向外力作用下，杆件的横截面沿外力作用方向发生相对错动的变形。
2、剪切力：平行于横截面的内力。
3、切应力：τ ＝ Q ／ A，Q 为剪切力，A 为剪切面面积。
4、挤压：连接件在接触面上相互压紧的现象。
5、挤压应力：σbs ＝ Pbs ／ Abs，Pbs 为挤压力，Abs 为挤压面面积。
四、扭转1、扭矩：杆件受扭时，横截面上的内力偶矩。
扭矩的计算同样使用截面法。
2、圆轴扭转时的应力横截面上的切应力沿半径线性分布，最大切应力在圆周处，计算公式为：τmax ＝ T ／ Wp，T 为扭矩，Wp 为抗扭截面系数。
3、圆轴扭转时的变形扭转角：φ ＝ TL ／ GIp，G 为剪切模量，Ip 为极惯性矩。
五、弯曲内力1、平面弯曲：梁在垂直于轴线的平面内发生弯曲变形，且外力和外力偶都作用在该平面内。
2、剪力和弯矩剪力：梁横截面上切向分布内力的合力。
弯矩：梁横截面上法向分布内力的合力偶矩。
材料力学的基本知识及应用领域
材料力学的基本知识及应用领域材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为和性能的学科。
它是工程学和物理学的重要基础学科，广泛应用于材料科学、机械工程、土木工程、航空航天等领域。
本文将介绍材料力学的基本知识和一些典型的应用领域。
一、弹性力学弹性力学是材料力学的基础，研究材料在外力作用下的弹性变形和应力分布规律。
弹性力学的基本原理是胡克定律，即应力与应变之间的线性关系。
根据胡克定律，可以计算材料的应力、应变、弹性模量等参数，进而预测材料的弹性行为和性能。
弹性力学在工程中的应用非常广泛。
例如，在设计建筑结构时，需要计算材料在外力作用下的变形和应力分布，以保证结构的安全性和稳定性。
此外，弹性力学还可以应用于材料的弹性模量测量、弹性形变的分析和材料的弹性失效分析等方面。
二、塑性力学塑性力学研究材料在外力作用下的塑性变形和应力分布规律。
与弹性力学不同，塑性力学考虑了材料的塑性变形，即材料在超过弹性限度后会出现不可逆的形变。
塑性力学的基本原理是屈服准则，根据不同的屈服准则可以计算材料的屈服强度、塑性应变等参数，进而预测材料的塑性行为和性能。
塑性力学在工程中的应用也非常广泛。
例如，在金属加工中，需要考虑材料的塑性变形，以实现材料的塑性成形。
此外，塑性力学还可以应用于材料的塑性失效分析、塑性变形的模拟和预测等方面。
三、断裂力学断裂力学研究材料在外力作用下的断裂行为和断裂韧性。
材料的断裂是指在外力作用下，材料出现裂纹并扩展至破裂的过程。
断裂力学的基本原理是线弹性断裂力学理论，根据该理论可以计算材料的断裂韧性、断裂强度等参数，进而预测材料的断裂行为和性能。
断裂力学在工程中的应用也非常重要。
例如，在设计结构时，需要考虑材料的断裂韧性，以确保结构的抗断裂能力。
此外，断裂力学还可以应用于材料的断裂失效分析、裂纹扩展的预测和控制等方面。
四、疲劳力学疲劳力学研究材料在交变应力作用下的疲劳寿命和疲劳失效机制。
材料的疲劳是指在交变应力作用下，材料由于应力集中、裂纹扩展等原因导致失效的过程。
材料力学基础
材料力学基础材料力学是研究材料内部结构与性能之间关系的学科，它提供了理解和预测材料行为的基础。
在本文中，我们将介绍材料力学的基本概念和原理，以及材料力学在工程领域中的应用。
一、材料力学概述材料力学是工程力学的一个重要分支，研究材料内部原子与分子之间力的作用和材料在外力作用下的响应。
它涉及到材料的强度、刚度、断裂等性能，对于设计和制造高性能材料和结构具有重要意义。
二、材料力学的基本概念1. 应力和应变应力指物体单位面积上的力，可以分为正应力和剪应力。
应变指物体在受到力作用下产生的形变程度，可以分为线性应变和剪切应变。
2. 弹性行为当材料受力作用时，如果能够恢复到原始形状，我们称之为弹性变形。
弹性行为遵循胡克定律，即应力与应变成正比。
3. 塑性行为当材料受到较大应力作用时，会发生塑性变形，材料无法完全恢复到原始形状。
塑性行为与应力应变曲线的屈服点有关。
4. 破坏行为当应力达到材料的极限时，材料会发生破坏，破坏形式可以是断裂、脆断等。
三、材料力学的应用1. 材料设计与优化通过材料力学的研究，可以了解材料的强度和刚度等性能，为材料的设计和优化提供依据。
例如，在航空航天领域，需要开发高强度和轻量化的材料，以提高飞机的性能。
2. 结构分析与设计材料力学也被广泛应用于结构分析与设计中。
通过对材料的力学性能及受力分析，可以计算结构的应力、应变和变形情况，进而评估结构的安全性和可靠性。
3. 材料损伤与断裂研究材料的损伤与断裂行为，有助于了解材料的强度极限和疲劳寿命。
在工程实践中，需要对材料进行断裂韧性和疲劳寿命的测试和评估，以确保结构的安全使用。
4. 材料加工和成形材料力学对于材料的加工和成形过程也具有重要意义。
通过了解材料的力学行为，可以为材料的加工过程提供指导，确保材料的成形质量和工艺可靠性。
总结：材料力学作为研究材料行为的基础学科，对于工程领域具有重要意义。
通过研究材料的力学性能，可以为材料的设计、结构分析、材料损伤与断裂等问题提供基础知识和实用工具。
材料力学基本知识与基本原理解析
材料力学基本知识与基本原理解析材料力学是研究材料在外力作用下的变形和破坏行为的学科。
它是工程学的基础学科之一，对于设计、制造和使用各种材料的工程师来说，具有重要的意义。
本文将从材料力学的基本知识和基本原理两个方面进行解析。
一、材料力学的基本知识材料力学的基本知识包括应力、应变、弹性模量和屈服强度等概念。
1. 应力：应力是指材料内部的力在单位面积上的分布情况。
一般分为正应力和剪应力两种。
正应力是指垂直于截面的力在单位面积上的分布情况，剪应力是指平行于截面的力在单位面积上的分布情况。
2. 应变：应变是指材料在外力作用下发生的形变程度。
一般分为线性应变和剪切应变两种。
线性应变是指材料在拉伸或压缩力作用下发生的长度变化与原长度之比，剪切应变是指材料在剪切力作用下发生的形变程度。
3. 弹性模量：弹性模量是材料在弹性变形阶段的应力和应变之间的比例系数，反映了材料的抗弯刚度。
常见的弹性模量有杨氏模量、剪切模量和泊松比等。
4. 屈服强度：屈服强度是指材料在受到外力作用下开始发生塑性变形的应力值。
当材料的应力超过屈服强度时，就会发生塑性变形。
二、材料力学的基本原理材料力学的基本原理包括胡克定律、等效应力原理和能量原理。
1. 胡克定律：胡克定律是材料力学的基本定律之一，它描述了材料在弹性阶段的应力和应变之间的关系。
根据胡克定律，应力与应变成正比，比例系数就是材料的弹性模量。
2. 等效应力原理：等效应力原理是材料力学中的一种方法，用于评估材料在复杂应力状态下的破坏情况。
该原理将复杂的应力状态简化为一个等效应力，以便进行分析和计算。
3. 能量原理：能量原理是材料力学中的另一个基本原理，它基于能量守恒定律。
根据能量原理，材料在外力作用下的变形和破坏过程可以看作是能量的转化和耗散过程。
通过计算能量的输入和输出，可以评估材料的破坏情况。
综上所述，材料力学的基本知识和基本原理是理解材料行为和性能的基础。
掌握这些知识和原理，可以帮助工程师设计和制造更加安全可靠的产品。
材料力学基础知识
材料力学基础知识材料力学是研究物质内部力学性质和材料的力学性能的一门学科，它是材料科学的重要组成部分。
在工程领域中，材料力学的基础知识是非常重要的，它可以帮助工程师们更好地理解材料的性能和行为，从而设计出更加安全可靠的工程结构。
首先，我们来了解一下材料力学的基本概念。
材料力学主要研究材料在外力作用下的应力、应变和变形等力学性能。
其中，应力是单位面积上的力，通常用σ表示，而应变则是材料单位长度上的变形量，通常用ε表示。
在材料受力作用下，会产生应力和应变，而材料的力学性能则取决于其内部结构和组织。
其次，我们需要了解材料的力学性能参数。
材料的力学性能参数包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性等。
弹性模量是衡量材料抵抗变形的能力，通常用E表示；屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值，通常用σy表示；抗拉强度是材料抵抗拉伸破坏的能力，通常用σu表示；而断裂韧性则是材料抵抗断裂的能力，通常用KIC表示。
这些参数可以帮助我们评估材料的力学性能，从而选择合适的材料用于工程设计。
另外，我们还需要了解材料的应力-应变关系。
材料在受力作用下会产生应力和应变，它们之间的关系可以通过应力-应变曲线来描述。
在弹性阶段，材料的应力和应变成正比，而在屈服阶段，材料会出现塑性变形，应力和应变不再成正比。
最终，在断裂阶段，材料会达到其抗拉强度而发生断裂。
了解材料的应力-应变关系可以帮助我们预测材料在受力下的行为，从而更好地进行工程设计和材料选择。
总的来说，材料力学基础知识是工程领域中不可或缺的一部分。
通过学习材料力学，我们可以更好地理解材料的力学性能和行为，为工程设计提供有力的支持。
希望本文能够帮助大家更好地理解材料力学的基础知识，从而在工程领域取得更好的成就。
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1、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。20.1 0.2020. 10.20Tuesday, October 20, 2020
材料力学基本知识
1
工程力学
项目四 材料力学基本知识
2
项目四 材料力学基本知识
课题4.1 材料力学的任务 课题4.2 变形固体的基本假设 课题4.3 内力、截面法和应力概念 课题4.4 杆件变形的基本形式
工程力学
项目四 材料力学基本知识
3
课题4.1 材料力学的任务
一、构件的承载能力
构件的承载能力通常由以下三个方面来衡量： 1、强度要求 2、刚度要求 3、稳定性要求
工程力学
项目四 材料力学基本知识
6
塑形变形示例
荷载未作用时
F
荷载作用下
荷载去除后
工程力学
项目四 材料力学基本知识
7
塑形变形示例
工程力学
项目四 材料力学基本知识
8
Ⅱ. 具有足够的刚度——荷载作用下的弹性变形 不超过工程允许范围。
荷载未作用时 F
荷载作用下
荷载去除后
工程力学
项目四 材料力学基本知识
9
弹性变形示例
工程力学
项目四 材料力学基本知识
10
Ⅲ. 满足稳定性要求——对于理想中心压杆是指 荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。
理想中心压杆
工程力学
项目四 材料力学基本知识
11
理想中心压杆
工程力学
项目四 材料力学基本知识
12
在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时， 须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节 约投资。
工程力学
项目四 材料力学基本知识
20
三、应力
全应力P的方向即ΔF的方向。 通常将应力分解成垂直于截面的法向分量σ 和相切于 截面的切向分量τ,其中σ称正应力，τ称为切应力。
工程力学
项目四 材料力学基本知识
21
课题4.4 杆件变形的基本形式
Ⅰ. 轴向拉伸或轴向压缩
木压杆
工程力学
项目四 材料力学基本知识
工程力学
项目四 材料力学基本知识
17
Ⅱ. 均匀性假设——各点处材料的力学性能相同。 对常用工程材料，尚有各向同性假设。
Ⅲ. 小变形假设——构件在承受荷载作用时，其 变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去 不计。
工程力学
项目四 材料力学基本知识
18
课题4.3 内力、截面法和应力概念
一、内力
材料力学的研究对象是构件，对于所取的研究 对象来说，周围的其他物体作用于其上的力均 为外力，这些外力包括荷载、约束力、重力等。 按照外力作用方式的不同，外力又可分为分布 力和集中力。
工程力学
项目四 材料力学基本知识
14
通过实验建立理论的初期
伽利略(G.Galileo)1638年 提出计算梁强度的公式 (但结论不正确)
胡克(R.Hooke)1678年发 表根据实验得出的物理定 律——胡克定律
工程力学
项目四 材料力学基本知识
15
材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、 刚度和稳定性计算的理论。
生产实践 科学实验
材料力学
工程力学
项目四 材料力学基本知识
16
课题4.2 变形固体的基本假设
材料在荷载作用下都会产生变形——尺寸改变和 形状改变——可变形固体。
对可变形固体的基本假设： Ⅰ. 连续性假设——无空隙、密实连续。
据此：
(1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含 空隙；
(2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体 内既无“空隙”，亦不产生“挤入”现象。
车轴的外伸部分既受 弯又受剪——横力弯曲
工程力学
项目四 材料力学基本知识
28
弯曲变形
工程力学
项目四 材料力学基本知识
29
工程中常用构件在荷载作用下，大多为几种基本 变形形式的组合——组合变形。
烟囱 (压缩+横力弯 曲)
齿轮传动轴 厂房吊车立柱 (扭转+水平面内 (压缩+纯弯曲) 横力弯曲+竖直
面内横力弯曲)
工程力学
项目四 材料力学基本知识
4
二、材料力学的任务
对构件在荷载作用下正常工作的要求 Ⅰ. 具有足够的强度——荷载作用下构件不断
裂，荷载去除后构件不产生过大的永久变形(塑性
变形)
F
F
(a)
F
F
钢筋 (b)
工程力学
项目四 材料力学基本知识
5
美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引 起的振动而产生断裂破坏。
材料力学包含 的两个方面
理论分析 实验研究
测定材料的力学 性能；解决某些 不能全靠理论分 析的问题
工程力学
项目四 材料力学基本知识
13
材料力学与生产实践的关系
赵州桥(石拱桥)595-605年 建，充分利用石料的抗压 缩强度好的特性。
安澜竹索桥(宋代建)(1964年 改为钢缆承托的索桥)充分利 用竹材的抗拉伸强度好的特 性。
工程力学
项目四 识
31
小结
本章介绍了材料力学的研究对象和任务。 一、构件的承载能力包括强度、刚度和稳定性。 1、强度：构件抵抗破坏（断裂或产生显著塑性变形）的能力称为 强度。 2、刚度：构件抵抗变形的能力称为刚度。 3、稳定性：构件保持原有平衡形式的能力称为稳定性。 二、变形固体是理想化的力学模型，几个基本假设是材料力学研究 的基础。 1、连续性假设 2、均匀性假设 3、各向同性假设 4、小变形假设 三、内力、截面法和应力概念 1、内力：是指因外力作用使构件发生变形时，构件的各质点间的 相对位置改变而引起的“附加内力”，即分子结合力的改变量。 2、截面法求解应力是材料力学的一个基本方法。 3、应力：内力在截面上的分布集中程度称为应力。 四、杆件变形的基本形式
22
直杆 曲杆
主要几何因素： 横截面、轴线
等截面杆和变截 面杆
工程力学
项目四 材料力学基本知识
23
Ⅱ. 剪切
工程力学
项目四 材料力学基本知识
24
剪切变形
工程力学
项目四 材料力学基本知识
25
Ⅲ. 扭转
工程力学
项目四 材料力学基本知识
26
扭转变形
工程力学
项目四 材料力学基本知识
27
Ⅳ. 弯曲
F1=F2时(从而亦有 FA=FB)车轴的AB部分不 受剪切——纯弯曲。
工程力学
项目四 材料力学基本知识
19
二、截面法
将杆件用截面假想地切开以显示内力， 并由平衡条件建立内力和外力的关系确定内力的方法，称为截面法。
综上所述，截面法可归纳为以下三个步骤： 1、假想截开 在需求内力的截面处，假想用一截面把构件截成 两部分。 2、任意留取 任取一部分为究研对象，将弃去部分对留下部分 的作用以截面上的内力N来代替。 3、平衡求力 对留下部分建立平衡方程，求解内力。