(完整版)材料力学重点总结(2)
(完整版)材料力学重点总结
(完整版)材料力学重点总结材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务:解决安全可靠与经济适用的矛盾. 研究对象:杆件强度:抵抗破坏的能力 刚度:抵抗变形的能力稳定性:细长压杆不失稳。
2. 材料力学中的物性假设连续性:物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性:构件内各处的力学性能相同。
各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3。
材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。
内力:附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力:正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。
正应力⎩⎨⎧拉应力压应力应变:反映杆件的变形程度⎩⎨⎧角应变线应变变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4. 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∆=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。
剪切虎克定律:两线段——拉伸或压缩。
拉压虎克定律:线段的适用条件:应力~应变是线性关系:材料比例极限以内。
5。
材料的力学性能(拉压):一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:b s pσσσ、、,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v ,)(V EG +=126. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数:大于1的系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。
许用应力:极限应力除以安全系数.塑性材料[]ssn σσ=s σσ=0脆性材料[]bbn σσ=b σσ=07. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能:通过实验获得。
2) 对构件的力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用的未来状态。
3) 截面法:将内力转化成“外力”。
材料力学知识点总结教学内容
材料力学总结一、基本变形二、还有:(1)外力偶矩:)(9549m N nNm •= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:tr T22πτ=(3)矩形截面杆扭转剪应力:hb G Th b T 32max ;βϕατ==三、截面几何性质(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += (2)组合截面: 1.形 心:∑∑===ni ini cii c AyA y 11; ∑∑===ni ini cii c AzA z 112.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(四、应力分析:(1)二向应力状态(解析法、图解法)a . 解析法: b.应力圆:σ:拉为“+”,压为“-” τ:使单元体顺时针转动为“+”α:从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+”ατασσσσσα2sin 2cos 22x yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2x yx +-=yx xtg σστα--=220 22minmax 22x y x yx τσσσσσ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±+=c :适用条件:平衡状态(2)三向应力圆:1max σσ=; 3min σσ=;231max σστ-=x(3)广义虎克定律:[])(13211σσνσε+-=E [])(1z y x x E σσνσε+-=[])(11322σσνσε+-=E [])(1x z y y E σσνσε+-=[])(12133σσνσε+-=E [])(1y x z z E σσνσε+-=*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律(4)常用的二向应力状态 1.纯剪切应力状态:τσ=1 ,02=σ,τσ-=32.一种常见的二向应力状态:223122τσσσ+⎪⎭⎫⎝⎛±=2234τσσ+=r2243τσσ+=r五、强度理论*相当应力:r σ11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][212132322214σσσσσσσ-+-+-=r σxσ六、材料的力学性质脆性材料 δ<5% 塑性材料 δ≥5%低碳钢四阶段: (1)弹性阶段(2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,塑性指标 δψ,E tg ==σα七.组合变形ε八、压杆稳定欧拉公式:2min2)(l EI P cr μπ=,22λπσE cr =,应用范围:线弹性范围,σcr <σp ,λ>λp柔度:iul =λ;ρρσπλE=;ba s σλ-=0,柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、 形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓λ>λp ——大柔度杆:22λπσE cr =λo <λ<λp ——中柔度杆:σcr=a-b λλ<λ0——小柔度杆:σcr =σs稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=AP提高杆件稳定性的措施有:1、减少长度2、选择合理截面3、加强约束4、合理选择材料九、交变应力金属疲劳破坏特点:应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
(完整版)材料力学各章重点内容总结
材料力学各章重点内容总结第一章 绪论一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是:强度要求、刚度要求和稳定性要求。
二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力;刚度要求是指构件应有足够的抵抗变形的能力;稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。
三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是:连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。
第二章 轴向拉压一、轴力图:注意要标明轴力的大小、单位和正负号。
二、轴力正负号的规定:拉伸时的轴力为正,压缩时的轴力为负。
注意此规定只适用于轴力,轴力是内力,不适用于外力。
三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式:N F Aσ= 注意正应力有正负号,拉伸时的正应力为正,压缩时的正应力为负。
四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式:2cos ασσα=,sin 22αστα=注意角度α是指斜截面与横截面的夹角。
五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件[],maxmax N F A σσ=≤六、利用正应力强度条件可解决的三种问题:1.强度校核[],maxmax N F A σσ=≤一定要有结论 2.设计截面[],maxN F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤七、线应变l l ε∆=没有量纲、泊松比'εμε=没有量纲且只与材料有关、 胡克定律的两种表达形式:E σε=,N F l l EA∆= 注意当杆件伸长时l ∆为正,缩短时l ∆为负。
八、低碳钢的轴向拉伸实验:会画过程的应力-应变曲线,知道四个阶段及相应的四个极限应力:弹性阶段(比例极限p σ,弹性极限e σ)、屈服阶段(屈服极限s σ)、强化阶段(强度极限b σ)和局部变形阶段。
会画低碳钢轴向压缩、铸铁轴向拉伸和压缩时的应力-应变曲线。
九、衡量材料塑性的两个指标:伸长率1100l l lδ-︒=⨯︒及断面收缩率1100A A Aϕ-︒=⨯︒,工程上把5δ︒≥︒的材料称为塑性材料。
十、卸载定律及冷作硬化:课本第23页。
材料力学复习总结知识点
功能原理 卡氏定理 虚 功 原 理
导出
F F M M T T N N d x d x d x i EA F EI F GI F i i p i l l l
ห้องสมุดไป่ตู้单 位 载 荷 法
莫尔积分
(线弹性)
图乘法 其他
M
C xc
ω
(等刚度直杆)
M
非线弹性
MC
1 Δ F d Δl M d T d N
2 2 M T , r 3 W 2 2 M 0 . 75 T r 4 W
2
四、压杆稳定
1. 欧拉公式:
2. 压杆的柔度: 细长杆
2 EI Fcr 2 ( l)
(适用范围:细长杆)
况) 长度因数(反应约束情 l i 截面形状、大小 i l 杆长
正负号规定: FQ (+) M (+ )
一、基本变形(2)
基本变形 拉(压)
外力 应力
FN A
扭转
弯曲
圆轴
T IP
τ
My IZ
FQ S Z IZb
*
拉 (+ )
(平面假设) d4
IP 32
d Wt 16
3
平面假设
σ τ
3 2 bh bh 矩形: IZ , W Z 12 6
强度计算11强度理论依据材料性质外力结构条件确定应力状态计算相当应力主应力表达一般应力表达内力表达主应力表达一般应力表达内力表达如r31133223r4?????tm22??w3r??22内容强度校核内容核强度校核669例例886计载荷设计9915计计计截面设计例例995533形式简单形式组合变形形式简单形式形组合变形99557711构构21构组合结构66题移动载荷问题661121反问题9918194
材料力学重点总结要点
材料力学重点总结要点1、材料力学的任务:解决安全可靠与经济适用的矛盾。
研究对象:杆件强度:抵抗破坏的能力刚度:抵抗变形的能力稳定性:细长压杆不失稳。
2、材料力学中的物性假设连续性:物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性:构件内各处的力学性能相同。
各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3、材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力:平衡问题,两者相同;理力:刚体,材力:变形体。
内力:附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力:正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。
正应力应变:反映杆件的变形程度变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4、物理关系、本构关系虎克定律;剪切虎克定律:适用条件:应力~应变是线性关系:材料比例极限以内。
5、材料的力学性能(拉压):一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E,剪切弹性模量G,泊松比v,塑性材料与脆性材料的比较:变形强度抗冲击应力集中塑性材料流动、断裂变形明显拉压的基本相同较好地承受冲击、振动不敏感脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感6、安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数:大于1的系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。
许用应力:极限应力除以安全系数。
塑性材料脆性材料7、材料力学的研究方法1)所用材料的力学性能:通过实验获得。
2)对构件的力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用的未来状态。
3)截面法:将内力转化成“外力”。
运用力学原理分析计算。
8、材料力学中的平面假设寻找应力的分布规律,通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。
1)拉(压)杆的平面假设实验:横截面各点变形相同,则内力均匀分布,即应力处处相等。
材料力学性能总结2
z ( x y )
且σy> σz > σx。
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y z y
x z
x
图2-11 厚板缺口拉伸弹 性状态下的应力分布
2.塑性状态下的应力分布
对于塑性好的材料,若根部产生 塑性变形,应力将重新分布,并 随载荷的增加塑性区逐渐扩大, 直至整个截面上都产生塑性变形。
ห้องสมุดไป่ตู้
第三节 弯曲及其性能指标
1. 弯曲试验测定的力学性能指标
a三点弯曲
是将圆柱形或矩形试样放置在跨矩为Ls 的支座上,进行加载F,记录弯曲力和
试样挠度曲线,确定金属在弯曲力作用 下的力学性能。
•最大正应力:
max
M max W
M max
FLs 4
其中W
d
3 0
32
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b四点弯曲
第二章 材料在其它静载下的力学性能
➢ 金属材料在常温静载荷条件下,除单向静拉伸外,还 有压缩、弯曲、扭转或缺口试样拉伸等不同的测试方 法。
➢ 其目的在于: ➢ 一、尽量接近材料真实的服役环境。测定材料在相应
条件下的力学性能指标,从而在应用中作为设计和选 材的依据。 ➢ 二、不同的加载方式将产生不同的应力环境,材料将 表现出不同的力学行为。
(1) 弯曲加载时受拉的一侧应力状态基 本上与静拉伸时相同,可用于测定那些太硬难 于加工成拉伸试样的脆性材料的断裂强度;
(2) 截面上应力分布也是表面最大,可 以用于比较和评定材料表面处理层的质量
(3) 较软的塑性材料难以发生断裂,最 好采用拉伸试验。
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第四节 扭转的力学性能
圆柱试样承受扭矩M进行扭转时,试样表面的应力状态如图 2-5,在与试样轴线呈45°的两个截面上承受最大与最小正 应力力τ。σ1及σ3,在平行和垂直于轴线的截面上承受最大切应
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是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的设计和分析具有重要意义。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、基本概念1、外力与内力外力是指物体受到的来自外部的作用力,包括集中力、分布力等。
内力则是物体内部各部分之间的相互作用力,当物体受到外力作用时,内力会随之产生以抵抗外力。
2、应力与应变应力是单位面积上的内力,它反映了材料内部受力的强弱程度。
应变是物体在受力作用下形状和尺寸的相对变化,分为线应变和切应变。
3、杆件的基本变形杆件在受力作用下主要有四种基本变形形式:拉伸(压缩)、剪切、扭转和弯曲。
二、拉伸与压缩1、轴力与轴力图轴力是指杆件沿轴线方向的内力。
通过绘制轴力图,可以直观地表示出轴力沿杆件轴线的变化情况。
2、横截面上的应力在拉伸(压缩)情况下,横截面上的应力均匀分布,其大小等于轴力除以横截面面积。
3、材料在拉伸与压缩时的力学性能通过拉伸试验,可以得到材料的强度指标(屈服强度、抗拉强度)和塑性指标(伸长率、断面收缩率)。
不同材料具有不同的力学性能,如低碳钢的屈服和强化阶段,铸铁的脆性等。
4、胡克定律在弹性范围内,应力与应变成正比,即σ =Eε ,其中 E 为弹性模量。
5、拉伸(压缩)时的变形计算根据胡克定律,可以计算杆件在拉伸(压缩)时的变形量。
三、剪切1、剪切内力与剪切应力剪切内力通常用剪力表示,剪切应力则是单位面积上的剪力。
2、剪切实用计算在工程中,通常采用实用计算方法来确定剪切面上的平均应力。
四、扭转1、扭矩与扭矩图扭矩是指杆件在扭转时横截面上的内力偶矩。
扭矩图用于表示扭矩沿杆件轴线的变化。
2、圆轴扭转时的应力与变形圆轴扭转时,横截面上的应力分布呈线性规律,其最大应力发生在圆周处。
扭转角的计算与材料的剪切模量、扭矩和轴的长度等因素有关。
五、弯曲1、剪力与弯矩弯曲内力包括剪力和弯矩,它们的计算和绘制剪力图、弯矩图是弯曲分析的重要内容。
材料力学性能总结(2篇)
材料力学性能总结第一章二节.弹变1。
弹性变形。
材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性。
这种可恢复的变形称为弹性变形。
2.弹性模量:表征材料对弹性变形的抗力3.弹性性能与特征是原子间结合力的宏观体现,本质上决定于晶体的电子结构,而不依赖于显微____,因此,弹性模量是对____不敏感的性能指标。
4.比例极限σp。
应力与应变成直线关系的最大应力。
5.弹性极限σe。
由弹性变形过渡到弹性塑性变形的应力。
6.弹性比功。
表示单位体积金属材料吸收弹性变形功的能力,又称弹性比应变能。
7.力学性能指标。
反映材料某些力学行为发生能力或抗力的大小。
8.弹性变形特点:应力与应变成比例,产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状9.滞弹性。
在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象,称为滞弹性。
10.循环韧性。
指在塑性区加载时材料吸收不可逆变形功的能力。
11.循环韧性应用。
减振、消振元件。
____包申格效应。
金属材料经过预先加载产生少量塑性变形,卸载后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。
____包申格应变。
指在给定应力下,正向加载与反向加载两应力-应变曲线之间的应变差。
14.消除包申格效应:预先进行较大的塑性变形。
在第二次反向受力前先使金属材料于回复或再结晶温度下退火。
三节:塑性晶粒小可以产生细晶强化。
都会使强度增加。
3.溶质原子:溶质元素溶入金属晶格形成固溶体,产生固溶强化应变速率越高强度越高。
3.细晶强化。
晶界是位错运动的阻碍,晶粒小相界多。
减少晶粒尺寸会减少晶粒内部位错塞积的数量,减少位错塞积群的长度,降低塞积点处的应力,相邻晶粒中位错源开动所需的外加切应力提高,屈服强度增加。
4.固溶强化。
在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金,将显著提高屈服强度,此即为固溶强化。
溶质原子与基体原子尺寸差别越大,引起的弹性畸变越大,溶质原子浓度越高,引起的弹性畸变越大,对位错的阻碍作用越强,固溶强化作用越大。
材料力学知识点总结
材料力学知识点总结材料力学是工程学科中的重要基础学科,它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
在工程实践中,对材料力学知识的掌握对于设计和制造具有重要意义的工程结构和材料具有重要的指导作用。
本文将对材料力学的一些重要知识点进行总结,以便于工程技术人员更好地掌握这一学科的核心内容。
1.应力和应变。
在材料力学中,应力和应变是两个最基本的概念。
应力是单位面积上的力,它描述了材料受力情况的强度。
而应变则是材料在受力作用下的形变程度,是长度、面积或体积的变化与原始长度、面积或体积的比值。
应力和应变是描述材料受力行为的重要物理量,对于材料的选取和设计具有重要的指导意义。
2.弹性力学。
弹性力学是研究材料在外力作用下的弹性变形规律的学科。
在弹性力学中,材料在受到外力作用后会发生弹性变形,而当外力消失时,材料会恢复到原始状态。
弹性力学研究材料的弹性模量、泊松比等重要参数,这些参数对于材料的选取和设计具有重要的指导作用。
3.塑性力学。
与弹性力学相对应的是塑性力学,它研究材料在受到外力作用后发生的塑性变形规律。
塑性变形是指材料在受到外力作用后发生的不可逆变形,这种变形会导致材料的形状和尺寸发生永久性的改变。
塑性力学研究材料的屈服强度、抗拉强度等重要参数,这些参数对于材料的加工和成形具有重要的指导作用。
4.断裂力学。
断裂力学是研究材料在受到外力作用下发生断裂的规律的学科。
材料的断裂是由于外力作用超过了其承受能力而导致的,断裂力学研究材料的断裂韧性、断裂强度等重要参数,这些参数对于材料的安全设计和使用具有重要的指导作用。
5.疲劳力学。
疲劳力学是研究材料在受到交变载荷作用下发生疲劳破坏的规律的学科。
在实际工程中,材料往往要经受交变载荷的作用,如果这种载荷作用时间足够长,就会导致材料的疲劳破坏。
疲劳力学研究材料的疲劳寿命、疲劳极限等重要参数,这些参数对于材料的使用寿命和安全具有重要的指导作用。
总之,材料力学是工程学科中的重要基础学科,它研究材料在外力作用下的力学性能和变形规律。
最新材料力学知识点归纳总结(完整版)
材料力学知识点归纳总结(完整版)------------------------------------------作者xxxx------------------------------------------日期xxxx材料力学知识点归纳总结(完整版)1.材料力学:研究构件(杆件)在外力作用下内力、变形、以及破坏或失效一般规律的科学,为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性等分析的基本理论和方法.2.理论力学:研究物体(刚体)受力和机械运动一般规律的科学。
3.构件的承载能力:为保证构件正常工作,构件应具有足够的能力负担所承受的载荷。
构4.件应当满足以下要求:强度要求、刚度要求、稳定性要求5。
变形固体的基本假设:材料力学所研究的构件,由各种材料所制成,材料的物质结构和性质虽然各不相同,但都为固体。
任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变-—即变形。
因此,这些材料统称为变形固体.第二章:内力、截面法和应力概念1.内力的概念: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。
2.截面法:截面法是材料力学中求内力的基本方法,是已知构件外力确定内力的普遍方法。
已知杆件在外力作用下处于平衡,求m-m截面上的内力,即求m-m截面左、右两部分的相互作用力。
首先假想地用一截面m-m截面处把杆件裁成两部分,然后取任一部分为研究对象,另一部分对它的作用力,即为m-m截面上的内力N。
因为整个杆件是平衡的,所以每一部分也都平衡,那么,m-m截面上的内力必和相应部分上的外力平衡.由平衡条件就可以确定内力.例如在左段杆上由平衡方程N-F=0 可得N=F3.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。
材料力学性能重点总结
名词解释:1加工硬化:试样发生均匀塑性变形,欲继续变形则必须不断增加载荷,这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。
2弹性比功:表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
3滞弹性:在弹性围快速加载或卸载后,随着时间延长产生附加弹性应变的现象。
4包申格效应:金属材料通过预先加载产生少量塑性变形(残余应变小于1%-4%),而后再同向加载,规定残余伸长应力增加;反向加载,规定残余伸长应力降低的现象。
5塑性:金属材料断裂前发生塑性变形的能力。
常见塑性变形方式:滑移和孪生6弹性极限:以规定某一少量的残留变形为标准,对应此残留变形的应力。
7比例极限:应力与应变保持正比关系的应力最高限。
8屈服强度:以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%的残留变形的应力作为屈服强度。
9韧性断裂是材料断裂前发生产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的断裂过程,在裂纹扩展过程中不断的消耗能量。
韧性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并于主应力成45度角。
10脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑形变形,没有明显征兆,危害性很大。
断裂面一般与主应力垂直,端口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。
11剪切断裂是金属材料在切应力作用下,沿着滑移面分离而造成的断裂,又分滑断和微孔聚集性断裂。
12解理断裂:是金属材料在一定条件下,当外加正应力达到一定数值后,以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂,总是脆性断裂。
13缺口效应:由于缺口的存在,在静载荷作用下,缺口截面上的应力状态发生变化,产生所谓“缺口效应“①缺口引起应力集中,并改变了缺口应力状态,使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。
②缺口使得材料的强度提高,塑性降低,增大材料产生脆断的倾向。
8缺口敏感度:有缺口强度的抗拉强度σbm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值. NSR=σbn / σs NSR越大缺口敏感度越小9冲击韧性:Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商10冲击吸收功:式样变形和断裂所消耗的功,称为冲击吸收功以Ak表示,单位J11低温脆性:一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属,当温度降低到、某一温度时,会由韧性状态变为脆性状态,冲击吸收功明显下降,断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理,断口特征由纤维状变为结晶状,这种现象称为低温脆性12 脆性转变温度:当温度降低时,材料屈服强度急剧增加,而塑形和冲击吸收功急剧减小。
材料力学性能重点总结
材料力学性能重点总结1.强度:强度是材料抵抗外部载荷引起的破坏的程度,通常使用屈服强度、抗拉强度和抗压强度来评价。
强度越高,材料越能承受外部载荷。
2.韧性:韧性是材料在受力时发生塑性变形以及能够吸收能量的能力。
材料具有较高的韧性时,能够在受到巨大应力时仍然保持不破裂。
3.硬度:硬度是材料抵抗表面破坏的能力,也可以理解为材料的抗刮伤能力。
硬度可以衡量材料的耐磨性和耐磨损能力。
4.弹性模量:弹性模量是材料在受力后恢复原状的能力,可以评估材料在受力后的变形程度。
弹性模量越大,材料的刚性越高。
5.延展性:延展性是材料在受力时能够发生塑性变形而不破坏的能力。
延展性高的材料可以更好地适应复杂应力和形状变化。
6.断裂韧性:断裂韧性是材料在受到外部载荷时能够抵抗破坏的能力。
它是强度和韧性的综合指标,可评估材料在极限条件下的断裂性能。
7.蠕变性:蠕变性是材料在长期受力情况下发生的塑性变形。
材料的蠕变性能评估了其在高温和持续应力下的稳定性。
8.疲劳性:疲劳性是材料在受到反复应力循环后发生破坏的能力。
疲劳性能评估了材料在长期使用过程中的可靠性和耐久度。
9.冲击韧性:冲击韧性是材料在受到突然冲击加载时抵抗破坏的能力。
它可以评估材料在极端工作条件下的抗冲击性能。
10.耐腐蚀性:耐腐蚀性是材料抵抗环境介质侵蚀和化学反应的能力。
材料的耐腐蚀性能评估了其在特定环境中的稳定性和使用寿命。
以上是材料力学性能的重点总结,它们通常都与材料的微观结构、成分、加工工艺和使用条件有关。
通过评估和选择材料的力学性能,可以确保材料在各种应用中具有足够的强度、韧性和稳定性。
2024年材料力学性能总结(三篇)
2024年材料力学性能总结摘要:材料力学性能是材料科学研究中非常重要的一个方面,它描述了材料在力学作用下的行为和性能。
2024年,随着科学技术的进步和工程需求的不断提高,材料力学性能也将取得许多重要的突破和进展。
本文将对2024年材料力学性能的发展进行总结,并对未来可能的应用和研究方向进行展望。
关键词:材料力学性能;2024年;发展总结;应用展望一、引言材料力学性能是材料科学研究中的一个重要方向,它考察材料在外力作用下的响应和变形行为。
材料力学性能的研究不仅对于理论研究有重要意义,也对工程应用具有重要影响。
2024年,随着科学技术的不断进步,材料力学性能也将迎来许多新的挑战和机遇。
本文将对2024年材料力学性能的发展进行总结,并对未来可能的应用和研究方向进行展望。
二、材料力学性能的发展总结2024年,预计会有以下几个方面的材料力学性能发展和突破:1.高强度材料的研发随着科技进步和工程需求的不断提高,对于高强度材料的需求将越来越迫切。
2024年,预计会有许多新型的高强度材料得到开发和研究。
这些材料不仅具有优良的力学性能,还具有其他良好的特性,如轻质、高温稳定性等。
这些高强度材料的研发和应用将对于航空航天、汽车和能源等领域具有重要的意义。
2.新型复合材料的研究复合材料是一种具有多种材料组成的材料,它的力学性能往往比单一材料更优越。
2024年,预计会有许多新型的复合材料被研发和应用。
这些新型复合材料具有更好的强度、刚度和韧性,并且可以具备一些其他功能,如导电性、光学性能等。
这些新型复合材料的研究将有助于解决一些工程问题,同时也为制造行业提供更多的选择。
3.纳米材料的应用拓展纳米材料是一种具有纳米尺度结构的材料,具有许多特殊的力学性能。
2024年,预计纳米材料的应用范围将进一步拓展。
纳米材料不仅可以应用于催化剂、传感器等领域,还可以用于制备高强度和高韧性材料。
纳米材料的研究将有助于改进传统材料的性能,并带来许多新的应用领域。
材料力学重点总结
材料力学重点总结材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能及其相互关系的学科。
它是工程力学的重要分支之一,对于了解材料的力学特性以及工程结构的设计和优化具有重要意义。
以下是材料力学的重点总结。
一、材料的应力和应变1.应力:指材料内部的内力,由外力作用引起,分为正应力和剪应力。
正应力指垂直于截面的力与截面面积的比值,剪应力指与截面平行的截面积的比值。
2.应变:指材料在外力作用下的变形程度,分为线性弹性应变和非线性塑性应变。
线性弹性应变指应力与应变呈线性关系,非线性塑性应变指应力与应变不呈线性关系。
3.弹性模量:指材料在弹性阶段内应力与应变之间的比值,用于衡量材料的刚度。
二、材料的弹性力学行为1.长度-应力关系:根据胡克定律,应力与应变成正比,比例系数为弹性模量。
2.应力-应变关系:应力与应变呈线性关系,斜率为弹性模量。
当材料处于线性弹性阶段时,可以使用胡克定律进行分析和计算。
3.杨氏模量:指材料在线性弹性阶段内应力与应变沿任意方向之比,衡量材料的各向同性。
三、材料的塑性力学行为1.屈服强度:指材料开始发生塑性变形的临界应力值。
在应力达到屈服强度后,材料开始发生塑性应变。
2.延伸率和断裂应变:延伸率是材料拉伸至破坏前的变形倍数,断裂应变是材料发生破坏时的应变。
3.曲线弹性模量:由于塑性变形引起曲线弹性阶段的模量发生变化,称为曲线弹性模量。
四、材料的断裂力学行为1.断裂韧性:指材料在断裂前吸收的能量。
韧性高的材料能够承受较大的变形和吸能。
2.断裂强度:指材料在断裂前所能承受的最大应力值。
断裂强度高的材料具有较好的抗拉强度。
3.断裂模式:材料断裂具有不同的模式,如拉断、剪断、脱层、断裂面韧裂等。
五、材料的疲劳力学行为1.疲劳强度:指材料在循环载荷下发生疲劳破坏的临界应力水平。
疲劳强度与材料的强度和韧性都有关。
2.疲劳寿命:指材料在特定应力水平下能够循环载荷的次数。
疲劳寿命与材料的疲劳强度和循环载荷有关。
3.疲劳断口特征:材料在发生疲劳破坏时产生的断裂面特征,如河床样貌、斜粒子形貌等。
2024年材料力学性能总结(2篇)
2024年材料力学性能总结____ 年的材料力学性能可以基于当前技术发展趋势进行预测。
本文将对四种关键材料进行综合讨论,包括金属、塑料、陶瓷和复合材料。
以下是对这些材料在 ____ 年的力学性能的总结。
一、金属在 ____ 年,金属材料将继续在各个领域发挥重要作用。
在机械工程、航空航天和汽车工业中,高强度和耐腐蚀性是金属的关键要求。
预计到 ____ 年,新一代高强度金属材料将得到进一步改进。
诸如钛合金、铝合金和高强度钢等材料将具有更高的抗拉强度和硬度。
同时,新的合金设计和处理技术将使金属具有更好的耐腐蚀性能,以应对更严酷的工作环境。
二、塑料塑料在当今社会中广泛应用,在 ____ 年将继续成为重要的材料之一。
尽管环保问题仍然是一个关注的焦点,但技术的发展使得塑料的力学性能不断提高,同时减少了对环境的影响。
在 ____ 年,新型高性能塑料材料将涌现出来。
这些材料将具有更高的强度、耐热性和化学稳定性,能够满足更多严苛条件下的使用要求。
此外,预计到 ____ 年,可持续发展的生物降解塑料将更广泛应用,以减少对环境的污染。
三、陶瓷陶瓷材料在高温、高压和耐磨等极端环境下具有独特的性能优势。
在 ____ 年,预计陶瓷材料的力学性能将得到进一步提升。
新一代陶瓷材料将具有更高的强度、硬度和抗压性能。
此外,新的材料设计和生产技术将提高陶瓷材料的韧性和耐磨性,使其更适合在工业和能源领域中使用。
例如,具有高热导率的陶瓷材料将广泛应用于火箭喷嘴、发动机和高温热交换器等领域。
四、复合材料复合材料由两种或多种材料的组合形成,具有优异的力学性能和轻质化特点。
在 ____ 年,预计复合材料的应用范围将进一步扩大。
例如,碳纤维复合材料将成为新一代轻型材料的主要代表。
这种材料具有比传统金属材料更高的强度和刚度,并具有优异的耐热性和耐腐蚀性能。
此外,新的复合材料设计和制造技术的发展将促进其在建筑、交通工具和电子等领域的广泛应用。
在总结中,____ 年的材料力学性能将会有显著的进步。
(完整版)材料力学知识点总结
材料力学总结一、基本变形二、还有:(1)外力偶矩:)(9549m N nNm •= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:tr T22πτ=(3)矩形截面杆扭转剪应力:hb G Th b T 32max ;βϕατ==三、截面几何性质(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += (2)组合截面: 1.形 心:∑∑===ni ini cii c AyA y 11; ∑∑===ni ini cii c AzA z 112.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(四、应力分析:(1)二向应力状态(解析法、图解法)a . 解析法: b.应力圆:σ:拉为“+”,压为“-” τ:使单元体顺时针转动为“+”α:从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+”ατασσσσσα2sin 2cos 22x yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2x yx +-=yx xtg σστα--=220 22minmax 22x y x yx τσσσσσ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±+=c :适用条件:平衡状态(2)三向应力圆:1max σσ=; 3min σσ=;231max σστ-=x(3)广义虎克定律:[])(13211σσνσε+-=E [])(1z y x x E σσνσε+-=[])(11322σσνσε+-=E [])(1x z y y E σσνσε+-=[])(12133σσνσε+-=E [])(1y x z z E σσνσε+-=*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律(4)常用的二向应力状态 1.纯剪切应力状态:τσ=1 ,02=σ,τσ-=32.一种常见的二向应力状态:223122τσσσ+⎪⎭⎫⎝⎛±=2234τσσ+=r2243τσσ+=r五、强度理论*相当应力:r σ11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][212132322214σσσσσσσ-+-+-=r σxσ六、材料的力学性质脆性材料 δ<5% 塑性材料 δ≥5%低碳钢四阶段: (1)弹性阶段(2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,塑性指标 δψ,E tg ==σα七.组合变形ε八、压杆稳定欧拉公式:2min2)(l EI P cr μπ=,22λπσE cr =,应用范围:线弹性范围,σcr <σp ,λ>λp柔度:iul =λ;ρρσπλE=;ba s σλ-=0,柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、 形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓λ>λp ——大柔度杆:22λπσE cr =λo <λ<λp ——中柔度杆:σcr=a-b λλ<λ0——小柔度杆:σcr =σs稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=AP提高杆件稳定性的措施有:1、减少长度2、选择合理截面3、加强约束4、合理选择材料九、交变应力金属疲劳破坏特点:应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
材料力学第二章总结
第2章拉伸、压缩与剪切§2-1 轴向拉伸与压缩的概念和实例ACF以轴向拉压为主要变形的杆件,称为拉压杆或轴向承载杆。
§2-2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力F N以1-1截面的右段为研究对象:F N沿轴线方向,所以称为轴力。
F N+直观反映轴力与截面位置变化关系;确定出最大轴力的数值及其所在位置,即确定危险截面位置,为强度计算提供依据。
F N 1A B CF AF B F C F D O OA 段内力F N 1:设截面如图=X 01=−+−+N A B C D F F F F F 05841=−+−+N F F F F FF N 21=∴A B C D F AF BF CF DF N 2F N 3D F DF N 4A B C F AF B F C F D O :段内力:0=−D C F 03=−−D C F F F ,F N 4= FB C D F B F C F D C D F CF D F N 2= –3F ,F N 4= FA B CF A F B F C F D O2F3F 5FF2、变形规律:横向线——仍为平行的直线,且间距增大。
纵向线——仍为平行的直线,且间距减小。
3、平面假设:变形前的横截面,变形后仍为平面且各横截面沿杆轴线作相对平移。
轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式σA or =σANor =σAC 45°12B45°AC45°12B 1NF y45°§2-3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力ασααcos cos cos ==A F A F αp ααxF N F N α§2-4 材料拉伸时的力学性能常温、静载两个塑性指标:%100%5>δ为塑性材料§2-5 材料压缩时的力学性能σbL,铸铁抗压性能远远大于抗拉性§2-7 失效、安全因素和强度计算§2-8 轴向拉伸或压缩时变形(胡克定律的另一种表达方式)1L 1a a1b伸长为正,缩短为负。
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,它是工程力学的重要组成部分,对于机械、土木、航空航天等工程领域都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、拉伸与压缩拉伸和压缩是材料力学中最基本的受力形式。
在拉伸或压缩时,杆件横截面上的内力称为轴力。
轴力的正负规定为:拉伸时轴力为正,压缩时轴力为负。
通过实验可以得到材料在拉伸和压缩时的应力应变曲线。
低碳钢的拉伸应力应变曲线具有明显的四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
弹性阶段内应力与应变成正比,遵循胡克定律;屈服阶段材料出现明显的塑性变形;强化阶段材料抵抗变形的能力增强;局部变形阶段试件在某一局部区域产生显著的收缩,直至断裂。
对于拉伸和压缩杆件,其横截面上的正应力计算公式为:$\sigma =\frac{N}{A}$,其中$N$为轴力,$A$为横截面面积。
而纵向变形量$\Delta L$可以通过公式$\Delta L =\frac{NL}{EA}$计算,其中$E$为材料的弹性模量,$L$为杆件长度。
二、剪切与挤压剪切是指在一对相距很近、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。
在剪切面上的内力称为剪力。
剪切面上的平均切应力计算公式为:$\tau =\frac{Q}{A}$,其中$Q$为剪力,$A$为剪切面面积。
挤压是在连接件与被连接件之间,在接触面上相互压紧而产生的局部受压现象。
挤压面上的应力称为挤压应力,其计算公式为:$\sigma_{jy} =\frac{F_{jy}}{A_{jy}}$,其中$F_{jy}$为挤压力,$A_{jy}$为挤压面面积。
三、扭转扭转是指杆件受到一对大小相等、方向相反且作用面垂直于杆件轴线的力偶作用时,杆件的横截面将绕轴线产生相对转动。
圆轴扭转时,横截面上的内力是扭矩。
扭矩的正负规定:右手螺旋法则,拇指指向截面外法线方向为正,反之为负。
(完整版)材料力学知识点总结
以家为家,以乡为乡,以国为国,以天下为天下。——《管子·牧民》
六、材料的力学性质
脆性材料 <5%
塑性材料 ≥5% 低碳钢四阶段: (1)弹性阶段
(2) 屈服阶段 (3) 强化阶段 (4) 局部收缩阶段
强度指标 s , b
e
塑性指标 ,
拉
压
α
s
tg
b
E 扭
45
低
碳
钢
滑移线与轴线 45,剪
只有s,无b
( l)2
cr
2
cr p
p
柔度:
ul
;
i
E
;
0
a s b
,
柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、形 状有关的数据,λ↑Pcr↓σcr↓
>p——大柔度杆:
cr
2E
2
临界应力
o<<p——中柔度杆:cr=a-b
cr cr=s o
cr=a-b
2E
cr
2
P
<0——小柔度杆:cr=s
P 稳定校核:安全系数法: n cr n ,折减系数法:
材料疲劳极限:材料经无限次应力循环而不发生疲劳破坏的应力极限值——N=107:
1
条件疲劳极限:(有色金属)无水平渐近线:N=(5-7)107 对应的
1
构件疲劳极限:考虑各种因素 0
;
1
0 1
1 k
1 k
6
谋事在人,成事在天!——《增广贤文》
我尽一杯,与君发三愿:一愿世清平,二愿身强健,三愿临老头,数与君相见。——《白居易》
P
[]
P
w
A
I
提高杆件稳定性的措施有:
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材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务:解决安全可靠与经济适用的矛盾。
研究对象:杆件强度:抵抗破坏的能力 刚度:抵抗变形的能力稳定性:细长压杆不失稳。
2. 材料力学中的物性假设连续性:物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性:构件内各处的力学性能相同。
各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3. 材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。
内力:附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力:正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。
正应力⎩⎨⎧拉应力压应力应变:反映杆件的变形程度⎩⎨⎧角应变线应变变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4. 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∆=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。
剪切虎克定律:两线段——拉伸或压缩。
拉压虎克定律:线段的适用条件:应力~应变是线性关系:材料比例极限以内。
5. 材料的力学性能(拉压):一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:b s p σσσ、、,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v ,)(V EG +=12塑性材料与脆性材料的比较:6. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数:大于1的系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。
许用应力:极限应力除以安全系数。
塑性材料[]ssn σσ=s σσ=0脆性材料[]bbn σσ=b σσ=07. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能:通过实验获得。
2) 对构件的力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用的未来状态。
3) 截面法:将内力转化成“外力”。
运用力学原理分析计算。
8.材料力学中的平面假设寻找应力的分布规律,通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。
1) 拉(压)杆的平面假设实验:横截面各点变形相同,则内力均匀分布,即应力处处相等。
2) 圆轴扭转的平面假设实验:圆轴横截面始终保持平面,但刚性地绕轴线转过一个角度。
横截面上正应力为零。
3) 纯弯曲梁的平面假设实验:梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维;正应力成线性分布规律。
9 小变形和叠加原理 小变形:① 梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理 叠加原理:① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。
10 材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义(概念)1) 荷载:恒载、活载、分布荷载、体积力,面布力,线布力,集中力,集中力偶,极限荷载。
2) 单元体,应力单元体,主应力单元体。
3) 名义剪应力,名义挤压力,单剪切,双剪切。
4) 自由扭转,约束扭转,抗扭截面模量,剪力流。
5) 纯弯曲,平面弯曲,中性层,剪切中心(弯曲中心),主应力迹线,刚架,跨度, 斜弯曲,截面核心,折算弯矩,抗弯截面模量。
6) 相当应力,广义虎克定律,应力圆,极限应力圆。
7) 欧拉临界力,稳定性,压杆稳定性。
8)动荷载,交变应力,疲劳破坏。
二. 杆件四种基本变形的公式及应用 1. 四种基本变形:2. 四种基本变形的刚度,都可以写成:刚度 = 材料的物理常数×截面的几何性质 1)物理常数:某种变形引起的正应力:抗拉(压)弹性模量E ; 某种变形引起的剪应力:抗剪(扭)弹性模量G 。
2)截面几何性质:拉压和剪切:变形是截面的平移: 取截面面积 A ; 扭转:各圆截面相对转动一角度或截面绕其形心转动:取极惯性矩ρI ;梁弯曲:各截面绕轴转动一角度:取对轴的惯性矩Z I 。
3. 四种基本变形应力公式都可写成:应力=截面几何性质内力对扭转的最大应力:截面几何性质取抗扭截面模量maxρ=ρI W p对弯曲的最大应力:截面几何性质取抗弯截面模量maxy I W Z Z =4. 四种基本变形的变形公式,都可写成:变形=刚度长度内力⨯因剪切变形为实用计算方法,不考虑计算变形。
弯曲变形的曲率221dxyd x ±=ρ)(,一段长为 l 的纯弯曲梁有: zx EI l M x l=ρ=θ)(补充与说明:1、关于“拉伸与压缩”指简单拉伸与简单压缩,即拉力或压力与杆的轴线重合;若外荷载作用线不与轴线重合,就成为拉(压)与弯曲的组合变形问题;杆的压缩问题,要注意它的长细比λ(柔度)。
这里的简单压缩是指“小柔度压缩问题”。
2、关于“剪切”实用性的强度计算法,作了剪应力在受剪截面上均匀分布的假设。
要注意有不同的受剪截面:a.单面受剪:受剪面积是铆钉杆的横截面积; b.双面受剪:受剪面积有两个:考虑整体结构,受剪面积为2倍销钉截面积;运用截面法,外力一分为二,受剪面积为销钉截面积。
c.圆柱面受剪:受剪面积以冲头直径d 为直径,冲板厚度 t 为高的圆柱面面积。
3.关于扭转表中公式只实用于圆形截面的直杆和空心圆轴。
等直圆杆扭转的应力和变形计算公式可近似分析螺旋弹簧的应力和变形问题是应用杆件基本变形理论解决实际问题的很好例子。
4.关于纯弯曲纯弯曲,在梁某段剪力 Q=0 时才发生,平面假设成立。
横力弯曲(剪切弯曲)可以视作剪切与纯弯曲的组合,因剪应力平行于截面,弯曲正应力垂直于截面,两者正交无直接联系,所以由纯弯曲推导出的正应力公式可以在剪切弯曲中使用。
5.关于横力弯曲时梁截面上剪应力的计算问题为计算剪应力,作为初等理论的材料力学方法作了一些巧妙的假设和处理,在理解矩形截面梁剪应力公式时,要注意以下几点:1) 无论作用于梁上的是集中力还是分布力,在梁的宽度上都是均匀分布的。
故剪应力在宽度上不变,方向与荷载(剪力)平行。
2) 分析剪应力沿梁截面高度分布变化规律时,若仅在截面内,有Q bdh h n=τ⎰)(,因)(h τ=τ 的函数形式未知,无法积分。
但由剪应力互等定理,考虑微梁段左、右内力的平衡,可以得出:bI QS z Z*=τ剪应力在横截面上沿高度的变化规律就体现在静矩*z S 上, *z S 总是正的。
剪应力公式及其假设: a.矩形截面假设1:横截面上剪应力τ与矩形截面边界平行,与剪应力Q 的方向一致; 假设2:横截面上同一层高上的剪应力相等。
剪应力公式:b I y QS y z z )()(*=τ ,⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=22*22y y b y S Z)()( 平均ττ2323max=⋅=bh Q b. 非矩形截面积假设1: 同一层上的剪应力τ作用线通过这层两端边界的切线交点,剪应力的方向与剪力的方向。
假设2:同一层上的剪应力在剪力Q 方向上的分量y τ相等。
剪应力公式:z z y I y b y QS y )()()(*=τ2322*)(32)(y R y S z -=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-ℜ•=222134)(R y Q y y πτ 平均ττ34max =c.薄壁截面假设1:剪应力τ与边界平行,与剪应力谐调。
假设2:沿薄壁t ,τ均匀分布。
剪应力公式:zz tI QS *=τ学会运用“剪应力流”概念确定截面上剪应力的方向。
三.梁的内力方程,内力图,挠度,转角☐ 遵守材料力学中对剪力 Q 和弯矩 M 的符号规定。
☐ 在梁的横截面上,总是假定内力方向与规定方向一致,从统一的坐标原点出发划分梁的区间,且把梁的坐标原点放在梁的左端(或右端),使后一段的弯矩方程中总包括前面各段。
☐ 均布荷载 q 、剪力Q 、弯矩M 、转角θ、挠度 y 间的关系:由: ,M dxyd EI =22 Q dx dM =, q dx dQ = 有 )()(x q dxyd EI x Q dx dMdxy d EI ===4433设坐标原点在左端,则有:q: q dxyd EI =44, q 为常值 Q : A qx dxyd EI +=33:M B Ax x q dxy d EI ++=2222 :θ C Bx x A x q dx dy EI+++=2326 :y D Cx x B x A x q y EI ++++=⋅2342624其中A 、B 、C 、D 四个积分常数由边界条件确定。
例如,如图示悬臂梁:则边界条件为:430080600000lq D y lq C B M A Q l x l x x x =→=-=→=θ=→==→=====|||| 8624434ql x ql x q y EI +-=⋅EIql yx 84==截面法求内力方程:内力是梁截面位置的函数,内力方程是分段函数,它们以集中力偶的作用点,分布的起始、终止点为分段点;1) 在集中力作用处,剪力发生突变,变化值即集中力值,而弯矩不变; 2) 在集中力偶作用处,剪力不变,弯矩发生突变,变化值即集中力偶值;3) 剪力等于脱离梁段上外力的代数和。
脱离体截面以外另一端,外力的符号同剪力符号规定,其他外力与其同向则同号,反向则异号;4) 弯矩等于脱离体上的外力、外力偶对截面形心截面形心的力矩的代数和。
外力矩及外力偶的符号依弯矩符号规则确定。
梁内力及内力图的解题步骤: 1) 建立坐标,求约束反力; 2) 划分内力方程区段;3) 依内力方程规律写出内力方程;4) 运用分布荷载q 、剪力Q 、弯矩M 的关系作内力图;关系:()()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧+=+====⎰⎰dcdcCDCDxdxQMMxdxqQQxQdxdMxqdxdQdxMd,22规定:①荷载的符号规定:分布荷载集度q向上为正;②坐标轴指向规定:梁左端为原点,x轴向右为正。
剪力图和弯矩图的规定:剪力图的Q轴向上为正,弯矩图的M轴向下为正。
5)作剪力图和弯矩图:①无分布荷载的梁段,剪力为常数,弯矩为斜直线;Q>0,M图有正斜率(﹨);Q<0,有负斜率(/);②有分布荷载的梁段(设为常数),剪力图为一斜直线,弯矩图为抛物线;q<0,Q图有负斜率(﹨),M 图下凹(︶);q>0,Q图有正斜率(/),M图上凸(︵);③ Q=0的截面,弯矩可为极值;④集中力作用处,剪力图有突变,突变值为集中力之值,此处弯矩图的斜率也突变,弯矩图有尖角;⑤集中力偶作用处,剪力图无变化,弯矩图有突变,突变值为力偶之矩;⑥在剪力为零,剪力改变符号,和集中力偶作用的截面(包括梁固定端截面),确定最大弯矩(maxM);⑦指定截面上的剪力等于前一截面的剪力与该两截面间分布荷载图面积值的和;指定截面积上的弯矩等于前一截面的弯矩与该两截面间剪力图面积值的和。
共轭梁法求梁的转角和挠度:要领和注意事项:1)首先根据实梁的支承情况,确定虚梁的支承情况2)绘出实梁的弯矩图,作为虚梁的分布荷载图。