材料力学的任务
材料力学的基本任务
第一章绪论1.1 材料力学的基本任务各种机械、设备和结构物在使用时，组成它们的每个构件，都要受到从相邻构件或从其它构件传递来的外力（即载荷）的作用。
材料力学是一门研究各种构件的抗力性能的科学，它的主要任务就是从保证所有构件能够正常工作的要求出发，帮助设计者合理地选择构件的适当材料和形状，确定所需要的几何尺寸；判断已有的构件是否能合乎正常地使用，并考虑如何改造它们，使之能够适应新任务的要求。
为了使所有构件在各种实际工作的考验中不至于丧失应有的效能，这些构件必须具备下列三项基本条件：1）具有足够的强度就是能够安全地承受所担负的载荷，不至于发生断裂或产生严重的永久变形。
例如，冲床的曲轴，在工作冲压力作用下不应折断。
又如，储气罐或氧气瓶，在规定压力下不应爆破。
可见，所谓强度是指构件在载荷作用下抵抗破坏的能力。
2）具有足够的刚度在载荷作用下，构件的最大变形不超过实际使用中所能容许的数值。
某些结构的变形，不能超过正常工作允许的限度。
以机床的主轴为例，即使它有足够的强度，若变形过大时(图1-1a)，将使轴上的齿轮啮合不良，并引起轴承的不均匀磨损(图l-1b)。
因而，所谓刚度是指构件在外力作用下抵抗变形的能力。
3）具有足够的稳定性当受力时能够保持原有的平衡形式，不至于突然偏侧而丧失承载能力。
有些细长杆，如内燃机中的挺杆、千斤顶中的螺杆等(图1-2 a、b)，在压力作用下，有被压弯的可能。
为了保证其正常工作．要求这类杆件始终保持直线形式．亦即要求原有的直线平衡形态保持不变。
所以，所谓稳定性是指构件保持其原有平衡状态的能力。
图1-1 图1-2若构件的截面尺寸过小，或截面形状不合理，或材料选用不当，在外力作用下将不能满足上述要求，从而影响机械或工程结构的正常工作。
反之，如构件尺寸过大，材料质量太高，虽满足了上述要求，但构件的承载能力难以充分发挥。
这样，既浪费了材料．又增加了成本和重量。
材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，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，为构件设计提供必要的理论基础和计算方法。
材料力学考研复习笔记
材料力学考研复习笔记第一章绪论及基本概念一、材料力学的任务构件正常工作要求：强度、刚度、稳定性；合理选材、降低消耗、节约资金、减轻自重；材料力学要合理解决以上两方面的矛盾。
二、基本假设连续性假设：变形后（正常工作状态下）材料的主要性质不变，仍满足几何相容条件；均匀性假设：可取相应的单元体代替整体；各向同性假设：可以用简单的函数表达所要研究的问题。
材料力学的力学模型应满足以上三个假设。
另外在初级材料力学阶段，还有小变形假设、弹性变形假设。
三、研究的基本方法力的研究：静力学方面的知识运动（变形）的研究：几何学方面力与运动的关系研究：物理学方面四、杆件变形的基本形式轴向拉伸和压缩、剪切变形、扭转变形、弯曲变形。
五、体会绪论是一本书最显层次的部分，要完整地涵盖整本书或学科的最主要内容，虽然看不出什么具体的东西，但是已经讲清楚了学科的各个方面，之后的任何一章都是以此为出发点的。
因此这是全书最重要的三个章节之一，这一章是通过给出该学科的宏观的概念来起作用的，这与第二章不同。
所以对材料力学的学习，建议要从绪论开始再从绪论结束，这样才能使自己的把握具有层次。
第二章轴向拉伸和压缩首先要说明一点，根据前面知识框架的叙述，本章是《材料力学》最重要的章节之一，希望引起读者的重视。
这一章通过最简单的变形形式（轴向拉压）的介绍，给出了材料力学的大部分“微观”概念，这些概念对于其他的变形来说是大同小异的，所以介绍其他几种变形的章节就没有最重要章节的身份。
鉴于本章的重要性，记述时比较详细，以后各种变形大致均可按照这一章的思路进行学习。
一、基本概念及关系1、外力内力（轴力（图））应力强度条件以上公式所涉及的概念也是材料力学各种基本变形所共有的，区别只是计算方法和具体的意义有所不同，但统统可以归为同一种概念。
箭头则表示有已知条件推出未知条件（所求）。
其中所用到的截面法也是材料力学中的重要方法，可以代表一定的材料力学的思想，也可以反映材料力学的精度要求。
材料力学的任务
材料力学的任务
材料力学是研究材料在外力作用下的性能、变形和破坏规律的学科。
它对于材
料的设计、加工和应用具有重要的理论指导和实际应用意义。
在材料力学领域，我们需要完成以下几个主要任务：
1. 研究材料的力学性能。
材料的力学性能包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性等指标。
我们需要通过实
验和理论分析，对不同材料的力学性能进行研究和评定，为材料的选择和设计提供依据。
2. 分析材料的变形规律。
在外力作用下，材料会发生各种形式的变形，如拉伸、压缩、弯曲等。
我们需
要通过力学分析和数值模拟，揭示材料在不同载荷下的变形规律，为材料加工和使用提供参考。
3. 预测材料的破坏行为。
材料在受到过大的外力作用时会发生破坏，如断裂、疲劳、蠕变等。
我们需要
通过研究材料的破坏机制和规律，预测材料的寿命和安全性，为工程实践提供支持。
4. 优化材料的设计和应用。
在材料力学的基础上，我们需要对材料的设计和应用进行优化。
通过改变材料
的组织结构、合金配比、热处理工艺等手段，提高材料的性能和可靠性，满足不同工程领域的需求。
5. 探索新型材料和新技术。
随着科技的发展，新型材料和新技术不断涌现。
我们需要不断开拓研究领域，
探索新型材料的力学性能和应用前景，为材料科学的发展做出贡献。
总之，材料力学的任务是多方面的，涉及材料的性能、变形、破坏和应用等多个方面。
通过不懈的努力和研究，我们可以不断提高材料的性能和可靠性，推动材料科学的发展，为人类社会的进步做出贡献。
材料力学的任务
材料力学的任务
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意义。
材料力学的任务主要包括材料性能的研究、材料力学模型的建立和材料工程应用的探索。
首先，材料力学的任务之一是研究材料的性能。
材料的性能是指材料在外力作
用下的力学响应和物理特性。
通过对材料的拉伸、压缩、弯曲等力学性能进行研究，可以了解材料的强度、韧性、硬度等重要性能参数，为材料的选用和设计提供依据。
同时，还可以通过对材料的热、电、磁等物理特性进行研究，为材料的功能应用提供支撑。
其次，材料力学的任务还包括建立材料力学模型。
材料力学模型是描述材料在
外力作用下的变形规律和力学性能的数学模型。
通过建立材料的本构关系、应变硬化规律等模型，可以预测材料的力学行为，并为工程设计和数值模拟提供基础。
同时，建立材料力学模型也是深入理解材料内部微观结构与宏观性能之间关系的重要手段，为材料的改性和优化提供科学依据。
最后，材料力学的任务还在于探索材料工程应用。
材料力学的研究成果直接应
用于材料的设计、加工和应用领域。
通过对材料的力学性能和变形规律的研究，可以指导材料的合理选用和工程应用，提高材料的使用性能和经济性。
同时，材料力学的研究也为新材料的开发和应用提供了理论基础和技术支持，推动了材料科学的发展和进步。
综上所述，材料力学的任务是多方面的，既包括对材料性能和力学行为的研究，也包括对材料力学模型的建立和材料工程应用的探索。
通过不断深入的研究和探索，材料力学将为材料科学和工程技术的发展做出更大的贡献。
材料力学总结
比能（应变能密度）：单位体积内的应变能，用u 表示。轴向拉压杆弹性比能：
第2章 剪切
2.1、工程中的剪切问题
在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如：螺栓、铆钉、键、销等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。
受力特点：作用在构件两个相对侧面的横向外力的合力大小相等、方向相反、作用线相距很近。
塑性材料：曲线主要部分与拉伸曲线重合，弹性模量E、屈服点 相同，屈服阶段过后开始逐渐分叉。
脆性材料：抗压能力远比抗拉能力强。
1.6、轴向拉伸和压缩时的强度计算
（1）许用应力、极限应力、安全系数
许用应力：
极限应力：
安全系数：n
a）主观设定条件与客观实际之间的差距：如材料强度离散性、荷载估计不充分、计算公式近似、其他影响强度的因素。
变形规律分析：横截面上无正应力，只产生垂直于半径的均匀分布的剪应力t ，沿周向大小不变，方向与该截面的扭矩方向一致，剪应力合力与外扭矩平衡。
（2）薄壁圆筒剪应力t 和应变
（3）剪应力（切应力）互等定理
单元体的四个侧面上只有剪应力而无正应力作用，这种应力状态称为纯剪切应力状态。
横截面上的应力：设横截面积为A，则有拉伸（或压缩）正应力：
1.4、拉压变形与胡克定律
（1）拉（压）杆的轴向变形
杆件的轴向变形为 , ,式中 、 分别为变形前、后杆的长度。当杆的应力不超过材料的比例极限时，可以应用胡克定律计算杆的轴向变形。
纵向变形的胡克定律：
在比例极限内，杆的纵向变形△l与轴力N、杆长l成正比，与乘积EA成反比。乘积EA，称为杆的抗拉压刚度，其中E为材料的弹性模量。变形的正负号以伸长为正，缩短为负。
四、材料力学基本假设
(完整word版)材料力学的任务.
1.2 材料力学的任务为保证构件能正常工作, 一般需要满足 3个方面的要求:(1构件应有足够的强度:即在一定外力使用下的构件要求不发生破坏。
这里的破坏,不仅指受外力作用后构件的断裂,还指卸除外力后构件产生过大的永久变形。
(2构件应有足够的刚度:构建在外力作用下,即使不出现永久变形,也要产生卸除外力后可以恢复的弹性变形。
这里的变形是指构件的形状和尺寸的改变。
对某些构件的弹性变形有时需要加以限制,如机床的主轴受外力后产生过大的弹性变形,会影响工件的加工精度。
可见,在一定外力作用下, 构件的弹性变形应在工程允许的范围内,也就要求构建有足够的刚度。
(3构件应有足够的稳定性:有些构建在某种外力作用下,可能出现不能保持它原有平衡状态的现象。
例如, 受压的细长直杆,当压力增大到某一数值后会突然变弯。
如果静定桁架中的受压杆件发生这种现象,可使桁架变成几何可变的结构而损坏。
可见,在一定外力作用下的构件,必须要求维持其原有的平衡形式,这就要求构件有足够的稳定性。
在设计构件时,不仅要满足上面提及的强度、刚度和稳定性的要求,还需进可能地选用合适的材料和尽可能少用材料,以节省资金或减轻构件的自身重量。
既要考虑到最大的安全性,又要考虑到最大的经济性。
这二者是任何工程设计必须满足的两个基本要求。
这两个要求通常是矛盾的。
所以,材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下,以最经济的代价,为构件确定合理的截面形状和尺寸,选择合适的材料,为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。
要解决构件的强度、刚度和稳定性问题,必须研究在外力作用下构件的变形和破坏规律。
因此,在材料力学中将研究如下的问题;1通过理论分析研究各种构件在不同的受力状态所产生的内力和变形, 建立计算构件在外力作用下所产生的变形、内力和内力分布的各种理论计算方法和公式。
这些计算公式提供了设计所需的关于外力,构件几何尺寸和所产生的内力、变形之间的关系。
2用实验方法研究材料的力学性质(又称机械性质或力学性能 ,即研究材料在外力作用下,其变形和所受外力间的关系;以及研究构件在外力作用下发生的破坏规律。
绪论材料力学的任务材料力学是研究...
绪论材料力学的任务材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。
这些计算是工程师选定既安全而又最经济的构件材料和尺寸的必要基础。
强度是指构件在荷载作用下抵抗破坏的能力。
刚度是指构件在荷载作用下抵抗变形的能力。
稳定性是指构件保持其原有平衡形式的能力。
变形固体的基本假设各种构件均由固体材料制成。
固体在外力作用下将发生变形故称为变形固体。
材料力学中对变形固体所作的基本假设是：（一）连续性假设组成固体的物质毫无空隙地充满了固体的几何空间。
（二）均匀性假设在固体的体积内，各处的力学性能完全相同。
（三）各向同性假设在固体的各个方向上有相同的力学性能。
小变形的概念：构件由荷载引起的变形远小于构件的原始尺寸。
变形远小于构件尺寸，在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算,以保证问题在几何上是线性的。
杆件的主要几何特征杆件是指长度远大于横向尺寸(高度和宽度)的构件。
这是材料力学研究的主要对象。
杆件的两个主要的几何特征是横截面和轴线。
横截面——垂直于杆件长度方向的截面。
轴线——各横截面形心的连线。
若杆的轴线为直线，称为直杆。
若杆的轴线为曲线，称为曲杆。
低碳钢在拉伸时的力学性能应变曲线上还有如下规律轴向拉伸与压缩轴向拉伸与压缩的概念（一）力学模型轴向拉压杆的力学模型如下图5—2—1所示。
（二）受力特征作用于两端的外力的合力，大小相等、指向相反、沿杆件轴线作用。
（三）变形特征杆件主要产生轴线方向的均匀伸长(缩短)。
轴向拉伸(压缩)杆横截面上的内力内力由外力作用而引起的构件内部各部分之间的相互作用力（二）截面法截面法是求内力的一般方法。
用截面法求内力的步骤为1．截开在需求内力的截面处，假想地沿该截面将构件截分为二。
2．代替任取一部分为研究对象，称为脱离体。
用内力代替弃去部分对脱离体的作用。
3．平衡对脱离体列写平衡条件，求解未知内力。
截面法的图示如图5－2－2。
（三）轴力轴向拉压杆横截面上的内力，其作用线必定与杆轴线相重合，称为轴力。
理工类专业课复习资料-材料力学基本概念和公式
第一章 绪论第一节 材料力学的任务1、组成机械与结构的各组成部分，统称为构件。
2、保证构件正常或安全工作的基本要求：a)强度，即抵抗破坏的能力；b)刚度，即抵抗变形的能力；c)稳定性，即保持原有平衡状态的能力。
3、材料力学的任务：研究构件在外力作用下的变形与破坏的规律，为合理设计构件提供强度、刚度和稳定性分析的基本理论与计算方法。
第二节 材料力学的基本假设1、连续性假设：材料无空隙地充满整个构件。
2、均匀性假设：构件内每一处的力学性能都相同3、各向同性假设：构件某一处材料沿各个方向的力学性能相同。
木材是各向异性材料。
第三节 内力1、内力：构件内部各部分之间因受力后变形而引起的相互作用力。
2、截面法：用假想的截面把构件分成两部分，以显示并确定内力的方法。
3、截面法求内力的步骤：①用假想截面将杆件切开，一分为二；②取一部分，得到分离体；③对分离体建立平衡方程，求得内力。
4、内力的分类：轴力N F ；剪力S F ；扭矩T ；弯矩M第四节 应力1、一点的应力： 一点处内力的集（中程）度。
全应力0limA Fp A∆→∆=∆；正应力σ；切应力τ；p =2、应力单位：Pa （1Pa=1N/m 2，1MPa=1×106 Pa ，1GPa=1×109 Pa ）第五节 变形与应变1、变形：构件尺寸与形状的变化称为变形。
除特别声明的以外，材料力学所研究的对象均为变形体。
2、弹性变形：外力解除后能消失的变形成为弹性变形。
3、塑性变形：外力解除后不能消失的变形，称为塑性变形或残余变形。
4、小变形条件：材料力学研究的问题限于小变形的情况，其变形和位移远小于构件的最小尺寸。
对构件进行受力分析时可忽略其变形。
5、线应变：ll ∆=ε。
线应变是无量纲量，在同一点不同方向线应变一般不同。
6、切应变：tan γγ≈。
切应变为无量纲量，切应变单位为rad 。
第六节 杆件变形的基本形式1、材料力学的研究对象：等截面直杆。
材料力学重点总结-材料力学重点
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”。
(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。
材料力学基本概念(最新整理)
材料力学基本概念一、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P a）。
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。
第4章材料力学基本任务
n n?
列平衡方程:
M FN
Y 0 FN P M (F ) 0 Pa M 0
o
M Pa
§4.4 应力与应变
1.应力
一般情况下，内力在截面上并不是均匀分布的。为了描述 内力（系）在截面上各点处的分布强度程度，引入内力集度 （分布内力集中程度）即应力的概念。
F A
目录
§4.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象 构件的分类：杆、板、壳、体 材料力学主要研究杆件
{ 曲杆—— 轴线为曲线的杆
直杆—— 轴线为直线的杆
{
等截面杆 ——横截面的大小 形状不变的杆 变截面杆 ——横截面的大小 或形状变化的杆 等截面直杆 ——等直杆
§4.2 材料力学的基本假设
在外力作用下，一切固体都将发生变形， 故称为变形固体。在材料力学中，对变形固体 作如下假设： 1、连续性假设： 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
2.应变 线应变：棱边长度的相对变化量
u mx x
KB的平均线应变
u du x lim x 0 x dx
同理会有：
K点沿X轴方向的线应变
y \ z
§4.4 应力与应变
2.应变 切应变：棱边所夹角的改变量
y
g
L'
L
x+s x
M' N N'
o
M
x
M点在xy平面内的切应变为：
§4.1 材料力学的任务
一、材料力学与工程应用
古代建筑结构
传统具有柱、梁、檩、 椽的木制房屋结构
建于隋代（605年）的河北 赵州桥桥长64.4米，跨径 37.02米，用石2800吨
材料力学的基本任务
材料力学的基本任务材料力学是研究材料的力学性质和行为的一门学科。
它对于我们理解材料的力学特性以及预测和实现材料的性能至关重要。
在工程实践中，材料力学的基本任务主要包括材料强度的评估、材料的疲劳和断裂行为的预测和控制、以及材料的振动特性的研究。
首先，材料力学的基本任务之一是评估材料的强度。
强度是衡量材料抵抗外部力量破坏的能力的指标。
通过测试和分析材料的强度特性，可以确定材料的极限强度、屈服强度和断裂强度等重要的力学性质。
这些评估结果对于设计和使用材料的工程师来说至关重要，可以帮助他们选择合适的材料，并确保材料在使用过程中具有足够的强度以满足预期的工作条件。
其次，预测和控制材料的疲劳和断裂行为也是材料力学的基本任务之一。
疲劳是材料在受到循环负荷作用下逐渐发生破坏的过程，而断裂则是材料在受到过载或者损伤时突然破裂的现象。
疲劳和断裂行为对于材料的可靠性和安全性至关重要。
通过研究材料的疲劳和断裂机制，并建立相应的数学和物理模型，可以预测材料在实际工作条件下的寿命，并采取相应的措施来避免疲劳和断裂引发的事故和损失。
此外，研究材料的振动特性也是材料力学的基本任务之一。
材料在受到外界激励时会发生振动，了解材料的振动特性可以帮助我们设计和优化结构并避免振动引起的破坏。
通过研究材料的固有振动频率、阻尼特性和振动模态等，可以为工程实践中的振动问题提供理论依据和解决方法。
综上所述，材料力学的基本任务包括评估材料的强度、预测和控制材料的疲劳和断裂行为，以及研究材料的振动特性。
这些任务的完成有助于提高材料的可靠性和安全性，推动材料科学和工程的发展，为实现材料的持续创新和优化提供指导。
材料力学的任务
材料力学的任务 （1）强度要求；（2）刚度要求；（3）稳定性要求。
变形固体的基本假设 （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。
外力分类： 表面力、体积力；静载荷、动载荷。
内力：构件在外力的作用下，内部相互作用力的变化量，即构件内部各部分之间的因外力作用而引起的附加相互作用力 截面法：（1）欲求构件某一截面上的内力时，可沿该截面把构件切开成两部分，弃去任一部分，保留另一部分研究（2）在保留部分的截面上加上内力，以代替弃去部分对保留部分的作用。
（3）根据平衡条件，列平衡方程，求解截面上和内力。
应力： dA dPA P p A =∆∆=→∆lim 0正应力、切应力。
变形与应变：线应变、切应变。
杆件变形的基本形式 （1）拉伸或压缩；（2）剪切；（3）扭转；（4）弯曲；（5）组合变形。
静载荷：载荷从零开始平缓地增加到最终值，然后不在变化的载荷动载荷：载荷和速度随时间急剧变化的载荷为动载荷。
失效原因：脆性材料在其强度极限b σ破坏，塑性材料在其屈服极限s σ时失效。
二者统称为极限应力理想情形。
塑性材料、脆性材料的许用应力分别为：[]3n s σσ=，[]b bn σσ=，强度条件：[]σσ≤⎪⎭⎫⎝⎛=max max A N ，等截面杆 []σ≤A N m a x轴向拉伸或压缩时的变形：杆件在轴向方向的伸长为：l l l -=∆1，沿轴线方向的应变和横截面上的应力分别为：l l ∆=ε，AP A N ==σ。
横向应变为：b bb b b -=∆=1'ε，横向应变与轴向应变的关系为：μεε-='。
胡克定律：当应力低于材料的比例极限时，应力与应变成正比，即 εσE =，这就是胡克定律。
E 为弹性模量。
将应力与应变的表达式带入得：EANl l =∆ 静不定：对于杆件的轴力，当未知力数目多于平衡方程的数目，仅利用静力平衡方程无法解出全部未知力。
圆轴扭转时的应力 变形几何关系—圆轴扭转的平面假设dxd φργρ=。
材料力学的主要任务
材料力学的主要任务材料力学是研究材料内部结构、性能和变形规律的一门学科，其主要任务包括材料的强度、刚度、韧性、疲劳、断裂等力学性能的研究，以及材料的变形、应力、应变等力学行为的分析。
在工程实践中，材料力学的研究对于材料的设计、选择和加工具有重要意义。
首先，材料力学的主要任务之一是研究材料的强度。
材料的强度是指材料在受力作用下所能承受的最大应力，通过对材料的强度进行研究，可以评估材料在工程实践中的可靠性和安全性，为工程设计提供依据。
材料的强度研究还能帮助人们了解材料在受力作用下的变形规律，为材料的应用提供理论指导。
其次，材料力学的主要任务还包括研究材料的刚度和韧性。
材料的刚度是指材料在受力作用下的变形程度，而韧性则是材料在受力作用下的抗破坏能力。
通过对材料的刚度和韧性进行研究，可以评估材料在受力作用下的性能表现，为材料的选择和设计提供参考依据。
同时，了解材料的刚度和韧性也有助于优化材料的加工工艺，提高材料的使用效率。
此外，材料力学的主要任务还包括研究材料的疲劳和断裂性能。
材料在长期受到交变载荷作用时会发生疲劳现象，而断裂则是材料在受到极限载荷作用下的破坏行为。
通过对材料的疲劳和断裂性能进行研究，可以评估材料在实际使用中的寿命和安全性，为工程设计和材料选择提供依据。
同时，研究材料的疲劳和断裂性能也有助于改进材料的制备工艺，提高材料的使用寿命和可靠性。
综上所述，材料力学的主要任务包括研究材料的强度、刚度、韧性、疲劳和断裂等力学性能，以及分析材料的变形、应力、应变等力学行为。
这些任务的完成对于材料的设计、选择和加工具有重要意义，有助于提高材料的使用效率和安全性，推动工程技术的发展。
因此，加强对材料力学的研究，不断提升材料力学的理论水平和实践应用，对于推动材料科学的发展和促进工程技术的进步具有重要意义。
材料力学优质题库-知识归纳整理
知识归纳整理材料力学基本知识复习要点1.材料力学的任务材料力学的主要任务算是在满足刚度、强度和稳定性的基础上，以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，挑选合适的材料，为合理设计构件提供必要的理论基础和计算想法。
2.变形固体及其基本假设延续性假设：以为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间，毫无空隙。
均匀性假设：以为物体内各处的力学性能彻底相同。
各向同性假设：以为组成物体的材料沿各方向的力学性质彻底相同。
小变形假设：以为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。
3.外力与内力的概念外力：施加在结构上的外部荷载及支座反力。
内力：在外力作用下，构件内部各质点间相互作用力的改变量，即附加相互作用力。
内力成对闪现，等值、反向，分别作用在构件的两部分上。
4.应力、正应力与切应力应力：截面上任一点内力的集度。
正应力：垂直于截面的应力分量。
切应力：和截面相切的应力分量。
5.截面法分二留一，内力代替。
可概括为四个字：截、弃、代、平。
即：欲求某点处内力，假想用截面把构件截开为两部分，保留其中一部分，舍弃另一部分，用内力代替弃去部分对保留部分的作用力，并举行受力平衡分析，求出内力。
6.变形与线应变切应变变形：变形固体形状的改变。
线应变：单位长度的伸缩量。
练习题一.单选题1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。
下列除（）项，其他各项是必须满足的条件。
A、强度条件B、刚度条件C、稳定性条件D、硬度条件求知若饥，虚心若愚。
2、各向同性假设以为，材料内部各点的（）是相同的。
A.力学性质B.外力C.变形D.位移3、根据小变形条件，可以以为（）A.构件不变形B.结构不变形C.构件仅发生弹性变形D.构件变形远小于其原始尺寸4、构件的强度、刚度和稳定性（）A.只与材料的力学性质有关B.只与构件的形状尺寸有关C.与二者都有关D.与二者都无关5、在下列各工程材料中，（）不可应用各向同性假设。
6、A.铸铁 B.玻璃 C.松木 D.铸铜物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称为（）A．弹性B．塑性C．刚性D．稳定性7、结构的超静定次数等于（）。
材料力学重点及其公式
1、应力 全应力正应力切应力线应变 外力偶矩当功率P 单位为千瓦（kW ），转速为n （r/min ）时，外力偶矩为m).(N 9549e nPM =当功率P 单位为马力（PS ），转速为n （r/min ）时，外力偶矩为m).(N 7024e nPM =拉（压）杆横截面上的正应力拉压杆件横截面上只有正应力σ，且为平均分布，其计算公式为 N FAσ= (3-1)式中N F 为该横截面的轴力，A 为横截面面积。
正负号规定 拉应力为正，压应力为负。
公式（3-1）的适用条件：（1）杆端外力的合力作用线与杆轴线重合，即只适于轴向拉（压）杆件； （2）适用于离杆件受力区域稍远处的横截面；（3）杆件上有孔洞或凹槽时，该处将产生局部应力集中现象，横截面上应力分布很不均匀； （4）截面连续变化的直杆，杆件两侧棱边的夹角020α≤时 拉压杆件任意斜截面（a 图）上的应力为平均分布，其计算公式为全应力 cos p ασα= (3-2)正应力 2cos ασσα=（3-3）切应力1sin 22ατα=（3-4） 式中σ为横截面上的应力。
正负号规定：α 由横截面外法线转至斜截面的外法线，逆时针转向为正，反之为负。
ασ 拉应力为正，压应力为负。
ατ 对脱离体内一点产生顺时针力矩的ατ为正，反之为负。
两点结论：（1）当00α=时，即横截面上，ασ达到最大值，即()max ασσ=。
当α=090时，即纵截面上，ασ=090=0。
（2）当045α=时，即与杆轴成045的斜截面上，ατ达到最大值，即max ()2αατ=1．2 拉（压）杆的应变和胡克定律 （1）变形及应变杆件受到轴向拉力时，轴向伸长，横向缩短；受到轴向压力时，轴向缩短，横向伸长。
如图3-2。
图3-2轴向变形 1l l l ∆=- 轴向线应变 llε∆= 横向变形 1b b b ∆=- 横向线应变 bbε∆'=正负号规定 伸长为正，缩短为负。
（2）胡克定律当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比。
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1.2 材料力学的任务
为保证构件能正常工作，一般需要满足3个方面的要求：
（1）构件应有足够的强度：
即在一定外力使用下的构件要求不发生破坏。
这里的破坏，不仅指受外力作用后构件的断裂，还指卸除外力后构件产生过大的永久变形。
（2）构件应有足够的刚度：
构建在外力作用下，即使不出现永久变形，也要产生卸除外力后可以恢复的弹性变形。
这里的变形是指构件的形状和尺寸的改变。
对某些构件的弹性变形有时需要加以限制，如机床的主轴受外力
后产生过大的弹性变形，会影响工件的加工精度。
可见，在一定外力作用下，构件的弹性变形应在工程允许的范围内，也就要求构建有足够的刚度。
（3）构件应有足够的稳定性：
有些构建在某种外力作用下，可能出现不能保持它原有平衡状态的现象。
例如，受压的细长直杆，当压力增大到某一数值后会突然变弯。
如果静定桁架中的受压杆件发生这种现象，可使桁架变成几何可变的结构而损坏。
可见，在一定外力作用下的构件，必须要求维持其原有的平衡形式，这就要求构件有足够的稳定性。
在设计构件时，不仅要满足上面提及的强度、刚度和稳定性的要求，还需进可能地选用合适的材料和尽可能少用材料，以节省资金或减轻构件的自身重量。
既要考虑到最大的安全性，又要考虑到最大的经济性。
这二者是任何工程设计必须满足的两个基本要求。
这两个要求通常是矛盾的。
所以，材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，选择合适的材料，为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。
要解决构件的强度、刚度和稳定性
问题，必须研究在外力作用下构件的变形和破坏规律。
因此，在材料力学中将研究如下的问题；
1）通过理论分析研究各种构件在不同的受力状态所产生的内力和变形，建立计算构件在外力作用下所产生的变形、内力和内力分布的各种理论计算方法和公式。
这些计算公式提供了设计所需的关于外力，构件几何尺寸和所产生的内力、变形之间的关系。
2）用实验方法研究材料的力学性质（又称机械性质或力学性能），即研究材料在外力作用下，其变形和所受外力间的关系；以及研究构件在外力作用下
发生的破坏规律。
3）根据具体的工作条件和要求，应用前两部分提供的计算方法和数据来决定构件所需的安全而经济的截面尺寸；或决定构件可以承受的最大外力；或对已设计好的构件校核其是否有足够的强度、刚度和稳定性。
在材料力学中，理论、实践和工程实践是紧密联系的。