第一章 引论

变形前 变形不协调
变形不协调 .变形协调一致
§1-4 工程结构与构件
根据几何形状以及各个方向上尺度的差异，弹性体 大致可分为杆、板、壳、体四大类。
§1-5 杆件受力与变形的的几种形式
内容 种类
外力特点
变形特点
轴向拉伸 及 压缩
Axial Tension
剪切 Shear
扭转 Torsion
平面弯曲 Bending
符合假设1、2、3的构件称为理想变形体，符合小变形假设 的理想变形体称为理想弹性体，这就是材料力学的研究对象。
外力
外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约 束反力。
➢按外力的作用方式分为：体积力和表面力 ➢按外力的性质分为：静载荷和动载荷
§1-3 弹性体受力与变形特征
内力： 弹性体受力后，由于
强 稳刚 度 定度
问 题
自行车结构也有强度、 刚度和稳定问题
空间站和航天器
兵 器 工 业 飞 机 与 导 弹
强度 刚度 稳定问题
南京长江大桥
上海南浦大桥
澳门桥
§1-2 变形体及其理想化
在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固 体。材料力学中通常对其作下列假设 ：
一、连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。
材料力学研究方法
根据材料力学的研究任务，其研究方法是 理论研究和实验分析想结合的方法，缺一不可。
1、强度：
构 件 的 抗 破 坏 能 力
2、刚度：构件的抗变形能力。
强 度
和 刚 度
工程构件的强度、刚度问题
3 稳定性 构件保持原有平衡状态的能力
工程结构的强度、 刚度和稳定问题
对构 件的 基本 要求
强度 刚度 稳定性
经济性
设计截面合理 形状尺寸并选 择适当的材料
强度 :
杆件在外载作用下，抵抗断裂或过量塑 性变形的能力。 刚度 :
杆件在外载作用下，抵抗弹性变形的 能力。
稳定性 : 杆件在压力外载作用下，保持其原
有平衡状态的能力。
材料力学的任务
在满足强度、刚度、稳定性的要求下， 以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺 寸，选择适宜的材料，而提供必要的理论基础 和计算方法。
第一章 引 论
§1-1 材料力学概述 §1-2 变形体及其理想化 §1-3 弹性体受力与变形特征 §1-4 工程结构与构件 §1-5 杆件受力与变形的几种形式 §1-6 小结
达
达芬奇说：
芬我们在这里获得了数学
的果实。”
伽利略 Galilei
15641642
1638年：《关于两种新科学的叙述与证明》
F1
变形其内部各点均会发生相
对位 移，因而产生附加的相
互作用力，称为附加内力，
简称内力。
F2
F3 Fn
假想截面
截面法：假想用截面把构
F1
F3
件分成两部分，以显示并确
定内力的方法。
F2 Fn
分布内力
物性关系：弹性体受力后发生的变形也不是任意的，
而必须满足协调一致的要求 ，应使弹性体各相邻部分， 既不能断开，也不能发生重叠的现象 ，这表明受力与变 形之间存在确定的关系，称为物性关系。
二、均匀性假设：物体内，各处的力学性质完全相同。 三、各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。
（ 这样的材料称为各项同性材料；沿各方向的力学 性质不同的 材料称为各项异性材料。）
四、小变形假设：材料力学所研究的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。
悬臂梁应力分布 等强度梁截面形状
简支梁受集中载荷的最大弯矩 空、实心圆柱抗弯强度比较
§1-1 材料力学概述
杆
材料力学 构
件
研究对象
件
快
理想弹性 分
体
体并以构 类
件为主
板 壳
材料力学以“梁、杆”为主要研究对象
工程中多为梁、杆结构
材料力学的研究内容和任务
材料力学的研究内容：强度；刚度；稳定性
组合受力（Combined Loading）与变形
§1-6 小结
本章主要介绍了：
材料力学的研究对象 材料力学的研究内容 材料力学的任务 材料力学的研究方法 工程杆件的受力和几种基本变形的形式