材料力学全套
材料力学上下册(全)
解: 用截面m-m将钻床截为两部分,取上半 部分为研究对象,
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
F A
pm
F A
若:构件横截面尺寸不足或形状
不合理,或材料选用不当
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上,实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。
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
目录
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设: 认为物体内的任何部分,其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
x
切应变(角应变)
M点处沿x方向的应变: M点在xy平面内的切应变为:
x
lim
x0
s x
g lim ( LM N)
MN0 2
ML0
类似地,可以定义 y , z ,g 均为无量纲的量。
目录
§1.5 变形与应变
例 1.2
c
已知:薄板的两条边
四川彩虹桥坍塌
目录
§1.1 材料力学的任务
材料力学教学课本(全套)
材料力学教学课本(全套)
本教学课本是为研究材料力学的学生而编写的,全套共包含十
二章,分别介绍了材料力学的基础知识以及其在实际工程中的应用。
第一章主要介绍了材料力学的基本概念,包括应力、应变以及
杨氏模量等。
第二章则深入探讨了应力分析的相关知识,包括梁的
受力分析、轴的受力分析等。
第三章介绍了杆件的受力分析方法,
包括静力学、中心法以及位移法等。
第四章至第七章主要介绍了弹性力学的内容,包括弹性力学基
本方程、梁的振动、薄壳的理论以及弯曲理论等。
第八章至第十章
则探讨了材料力学的非弹性部分,包括塑性行为、断裂力学以及蠕
变等。
最后两章则介绍了应用力学中的材料力学应用,包括气压机
的工作原理、空气动力学以及船舶结构力学等。
本教学课本内容丰富,覆盖了材料力学的各个方面,并且将理
论知识和实际应用相结合,有助于学生更好地掌握材料力学的知识
和应用。
在课堂教学中,可以结合本教学课本进行教学,以达到更
好的教学效果。
总之,在学习材料力学的过程中,本教学课本是一本值得阅读和参考的好教材。
材料力学教案(全套)
第一章绪论一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴了解材料力学的任务和研究内容;(2) 了解变形固体的基本假设;(3) 构件分类,知道材料力学主要研究等直杆;(4)具有截面法和应力、应变的概念。
2、教学内容(1) 构件的强度、刚度和稳定性概念,安全性和经济性,材料力学的任务;(2)变形固体的连续性、均匀性和各向同性假设,材料的弹性假设,小变形假设;(3)构件的形式,杆的概念,杆件变形的基本形式;(4)截面法,应力和应变。
二、重点与难点重点同教学内容,基本上无难点。
三、教学方式讲解,用多媒体显示工程图片资料,提出问题,引导学生思考,讨论。
四、建议学时1~2学时五、实施学时六、讲课提纲1、由结构与构件的工作条件引出构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度:构件抵抗破坏的能力;刚度:构件抵抗变形的能力;稳定性:构件保持自身的平衡状态为。
2、安全性和经济性是一对矛盾,由此引出材料力学的任务。
3、引入变形固体基本假设的必要性和可能性连续性假设:材料连续地、不间断地充满了变形固体所占据的空间;均匀性假设:材料性质在变形固体内处处相同;各向同性假设:材料性质在各个方向都是相同的。
弹性假设:材料在弹性范围内工作。
所谓弹性,是指作用在构件上的荷载撤消后,构件的变形全部小时的这种性质;小变形假设:构件的变形与构件尺寸相比非常小。
4、构件分类杆,板与壳,块体。
它们的几何特征。
5、杆件变形的基本形式基本变形:轴向拉伸与压缩,剪切,扭转,弯曲。
各种基本变形的定义、特征。
几种基本变形的组合。
6、截面法,应力和应变截面法的定义和用法;为什么要引入应力,应力的定义,正应力,切应力;为什么要引入应变,应变的定义,正应变,切应变。
第二章轴向拉伸与压缩一、教学目标和教学内容1、教学目标⑴掌握轴向拉伸与压缩基本概念;⑵熟练掌握用截面法求轴向内力及内力图的绘制;⑶熟练掌握横截面上的应力计算方法,掌握斜截面上的应力计算方法;⑷具有胡克定律,弹性模量与泊松比的概念,能熟练地计算轴向拉压情况下杆的变形;⑸了解低碳钢和铸铁,作为两种典型的材料,在拉伸和压缩试验时的性质。
简明材料力学全套精品课件
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
F
pm
F A
—— 平均应力
A
C
目录
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象 构件的分类:杆件、板壳、块体
材料力学主要研究杆件
{ 直杆—— 轴线为直线的杆 曲杆—— 轴线为曲线的杆
{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
目录
§1.2 变形固体的基本假设
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
杆切开
F1
(2)留下左半段或右半段
F2
(3)将弃去部分对留下部
F5
分的作用用内力代替 F1
(4)对留下部分写平衡方
F2
程,求出内力的值。
m F4
m
F3
F4
F3
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
FS=F M Fa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
例 1.1 钻床 求:截面m-m上的内力。
古代建筑结构
传统具有柱、梁、檩、椽的木 制房屋结构
刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社《材料力学》课件全套
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
F A
pm
F A
—— 平均应力
C
p lim F A0 A
径20mm的圆截面杆,水平杆CB为 15×15的方截面杆。
B 解:1、计算各杆件的轴力。 (设斜杆为1杆,水平杆为2杆)
F 用截面法取节点B为研究对象
Fx 0 FN1 cos 45 FN2 0
x
Fy 0 FN1 sin 45 F 0
FN1 28.3kN
FN 2 20kN
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
m
F m
F
FN
FN
Fx 0
FN F 0 FN F
2、轴力:截面上的内力
F
由于外力的作用线
与杆件的轴线重合,内
力的作用线也与杆件的
轴线重合。所以称为轴
力。 F 3、轴力正负号:
拉为正、压为负
4、轴力图:轴力沿杆 件轴线的变化
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
例题2.1
A
F1
若:构件横截面尺寸不足或形状
不合理,或材料选用不当
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上,实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。
材料力学(全套课件)单辉祖
§2-2 轴力与轴力图
求内力的一般方法——截面法
步骤: (1)截开; (2)代替; (3)平衡。
F
m
F
(a)
m
F
(b)
m FN
x m
FN m
F
(c)
m
F
m
F
(a)
m
F
(b)
m FN
x m
FN F
FN m
F
(c)
m
可看出:杆件任一横截面上的内力,其作用线均与 杆件的轴线重合,因而称之为轴力,用记号FN表示。
材料力学
总成绩=考试成绩 ×(70-80)%+平时成 绩(作业、课堂提问、 小测)
第一 章 绪 论
A4复印纸在自重作用 下产生明显变形
折叠后变形明显减小
自行车的主要受力部 件均由薄壁钢管制成
为什么不用实心 的钢筋做呢
§1-1 材料力学的任务与研究对象
1. 研究对象 变形固体 构件 杆件
2. 研究内容
1)静载荷:载荷缓慢地由零增加到某一定 值后,不再随时间变化,保持不变或变动很 不显著。
2)动载荷:载荷随时间而变化。动载荷可分 为构件具有较大加速度、受交变载荷和冲击 载荷三种情况 。
材料在静、动载荷作用下的性能颇不相同, 分析方法有差异。
二、内力和截面法:
1. 内力:构件因受力作用而变形,其内部各
F FS FN AM
M
(a)
d FN
dA
d FS
dA
(b)
FN
dA
A
FS
dA
A
M F A
M
(a)
应力单位 Pa MPa
GPa
(b)
材料力学全套ppt课件
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上,实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。
目录
10
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象
m F4
m
F3
F4
F3
目录
17
§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
FS=F M Fa
目录
18
§1.4 内力、截面法和应力的概念
例 1.1 钻床 求:截面m-m上的内力。
解: 用截面m-m将钻床截为两部分,取上半 部分为研究对象,
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
目录
12
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设: 认为物体内的任何部分,其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
目录
13
§1.2 变形固体的基本假设
3、各向同性假设: 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同
(沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性 材料。如木材、胶合板、纤维增强材料等)
材料力学
目录
1
第一章 绪论
§1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法及应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式
目录
材料力学全套刘鸿文版
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
m
F m
F
FN
FN
Fx 0
FN F0 FN F
1、截面法求内力
F (1)假想沿m-m横截面将
杆切开
(2)留下左半段或右半段
F (3)将弃去部分对留下部分
的作用用内力代替
(4)对留下部分写平衡方程 求出内力即轴力的值
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
圣 维 南 原 理
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
例题2.2
A 1
图示结构,试求杆件AB、CB的
应力。已知 F=20kN;斜杆AB为直
径20mm的圆截面杆,水平杆CB为 15×15的方截面杆。
45° B
C
2
FN1
F
y
F N 2 45° B x
Fx 0
FN3F425kN
x 2、绘制轴力图。
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
杆件的强度不仅与轴力有关,还与横截面面 积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。
在拉(压)杆的横截面上,与轴
力FN对应的应力是正应力 。根据连
续性假设,横截面上到处都存在着内 力。于是得静力关系:
x
lim x0
s x
g lim(LMN)
2 MN0
M L0
类似地,可以定义 y , z ,g 均为无量纲的量。
目录
§1.5 变形与应变
例 1.2
c
刘鸿文版材料力学课件全套1-101页PPT资料
F5
杆切开
F1
(2)留下左半段或右半段
F2
(3)将弃去部分对留下部
F5
分的作用用内力代替 F1
(4)对留下部分写平衡方
F2
程,求出内力的值。
m F4
m
F3
F4
F3
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
F S= FM F a
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
固定,变形后a'b, a'd
仍为直线。
250
b
200 0.025
求:ab 边的m 和 ab、ad 两边夹
角的变化。
a
解:
m
d
a'b ab 0.025 125106
ab
200
g
a'
ab, ad 两边夹角的变化:
即为切应变g 。
gtagn 0.025 100106 (rad )
F
FN1 28.3kN FN2 20kN
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
A
FN1 28.3kN FN2 20kN
1
2、计算各杆件的应力。
45° B
C
2
FN1
F
y
F N 2 45° B x
F
1
FN1 A1
28.3103 202 106
4
90106 Pa 90MPa
d
A
1.9m
W
F m ax
F m axA
刘鸿文版材料力学全套-资料
A 1
图示结构,试求杆件AB、CB的
应力。已知 F=20kN;斜杆AB为直
径20mm的圆截面杆,水平杆CB为 15×15的方截面杆。
45° B
C
2
FN1
yF
F N 2 45° B x
解:1、计算各杆件的轴力。 (设斜杆为1杆,水平杆为2杆) 用截面法取节点B为研究对象
Fx 0 FN1co4s5FN20 Fy 0 FN1si4 n5F0
在拉(压)杆的横截面上,与轴
力FN对应的应力是正应力 。根据连
续性假设,横截面上到处都存在着内 力。于是得静力关系:
FN dA
A
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
观察变形:
ac
F
a
c
b
d
bd
横向线ab、cd 仍为直线,且
仍垂直于杆轴
线,只是分别
F 平行移至
a’b’、 c’d’。
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
目录
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设: 认为物体内的任何部分,其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
Hale Waihona Puke mF mF
FN
FN
Fx 0
FN F0 FN F
1、截面法求内力
F (1)假想沿m-m横截面将
杆切开
(2)留下左半段或右半段
F (3)将弃去部分对留下部分
材料力学(全套课件P)孙训方版_图文
§2 材料力学与生产实践的关系
人类历史有多久,力学的历史就 有多久。
“力”是人类对自然的省悟。
经计算,符合现代力学原理.
用竹索做成悬索桥,以充分利用竹材的拉伸强度。
物理和理论力学: 运动的一般规律(质点 刚体) 质点:只有质量,没有大小. 刚体:有质量,有大小,但没有变形. 变形体:有质量,有大小,有变形. 质点----刚体----变形体, 人类认识的深化.
静力关系
几何变形
平面假设
原为平面的横截面在 杆变形后仍为平面
σ——正应力 FN——轴力 A——横截面面积 σ的符号与FN轴力符号相同
例题2.5
试计算图示杆件1-1、2-2、和3-3截面上的正 应力.已知横截面面积A=2×103mm2
1
2
3
20KN
20KN
40KN 40KN
1
2
3
40kN
20kN
建立力学模型:
认 销 C处为钉的B重、螺量C栓W理连位想接于化,构为其架光约A滑B束C销既平钉不面。像内光,滑因销此钉可可作自为由平转面动力,系也问不题像来固定端那 处 样理毫。无转动的可能,而是介于两者之间,并与螺栓的紧固程度有关。
§1 轴向拉伸与压缩的概念
受力特征:外力合力的作用线与杆件的轴线重合 变形特征:轴向伸长或缩短
实验:
设一悬挂在墙上的弹簧秤,施加初拉 力将其钩在不变形的凸缘上。
若在弹簧的下端施加砝码,当所加砝 码小于初拉力时,弹簧秤的读数将保 持不变;当所加砝码大于初拉力时, 则下端的钩子与凸缘脱开,弹簧秤的 读数将等于所加砝码的重量。
实际上,在所加砝码小于初拉力时, 钩子与凸缘间的作用力将随所加砝码 的重量而变化。凸缘对钩子的反作用 力与砝码重量之和,即等于弹簧秤所 受的初拉力。
材料力学(全套精)单辉祖ppt课件
.
工程构件的强度、刚度和稳定问题
稳 定 问 题
.
工程构件的强度、刚度和稳定问题
强 稳刚 度 定度
问 题
.
工程构件的强度、刚度和稳定问题
强度—不因发生断裂或塑性变形而失效; 刚度—不因发生过大的弹性变形而失效; 稳定性—不因发生因平衡形式的突然转 变而失效。
.
折断 轴 齿轮
齿轮 轴
内力)及变形。
F
FN
F
.
如何简化出火车车 轮轴的计算模型?
如何设计车轮轴 的横截面?
.
2)材料力学的特点:逻辑性强、概念丰富 3)学习方法:吃透概念、加强练习 4)本门课程的地位
是土木、机械和力学等专业的技术基础课; 是了解和学习相关专业知识和技术的第一门 重要课程。
.
§1-2 材料力学的基本假设
正确答案为[B]。负重爬坡时,链条在强大的拉力的作用下产生很大的变形, 并且超出齿轮和链条能够正常啮合的范围,导致链条打滑;打滑发生后自行 车又能正常骑行,说明打滑后链条完全恢复原状,所发生的变形为弹性变形。
2. 自行车负重爬坡出现“链条脱落”现象,并且无法安 装和继续前行,从力学的角度分析,此现象表明链条的
p
裂纹
虽然不折断,但变形过大, 影响正常传动。
P
失去原来的直线平衡状态
P
材料力学就是在满足强度、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。
本门课程的特点与地位 1)与理论力学的关系 理论力学研究刚体的外部效应(构件受到的外力)
A
B
FA
FB
F
F
材料力学研究变形固体的内部效应(构件受到的
材料力学全套刘鸿文版
2020年3月4日星期三
材料力学
Mechanics of Materials
§1-1 材料力学的任务
材料力学研究什么?
工程材料的力学性能和构件的安全问题。
工程结构或机械的各组成部分统称为构件
1. 材料力学主要研究构件的强度、刚度和稳定性等 问题,
2. 以理论分析为基础,培养学生将工程实际问题提 炼成力学问题(即力学建模),
Mechanics of Materials
三、应力:内力系在某点
的内力集度,反映内力系
在该点的强弱。
FN
C
A
p FN m A
p
lim
A0
pm
lim
A0
FN A
dFN dA
2020年3月4日星期三
材料力学
Mechanics of Materials
应力p可分解:
正应力—— ; 切应力——。
p
应力单位:牛/米2(N/m2),称为帕斯卡或简称帕 ( Pa ) 。 通 常 使 用 的 是 兆 帕 , 即 MPa ( 1MPa=106Pa)
2020年3月4日星期三
材料力学
Mechanics of Materials
§1-5 变形和应变
y
L’
M’ M
L
M’
N’
x+ s
M x N
x
2020年3月4日星期三
到了很大的简化。
B
C
δ2
F
2020年3月4日星期三
材料力学
Mechanics of Materials
FN1
FN2
P
材料力学(全套483页PPT课件)-精选全文
稳定性(stability)—构件承受外力时, 保持原有平衡状态的能力
4
材料力学的任务: 在满足强度、刚度和稳定性的要
求下,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。
5
1.2 变形固体的基本假设
1.连续性假设
假设在变形体所占有的空间内毫无空隙地充满了物质。即认 为材料是密实的。这样,构件内的一些力学量(如各点的位 移)可用坐标的连续函数表示,并可采用无限小的数学分析 方法。
2、横向变形、泊松比
横向线应变: b b1 b
bb
称为泊松比
32
是谁首先提出弹性定律? 弹性定律是材料力学中一个非常重要的基础定
律。一般认为它是由英国科学家胡克(1635一1703) 首先提出来的,所以通常叫做胡克定律。其实,在 胡克之前1500年,我国早就有了关于力和变形成正 比关系的记载。
1-1截面
A
X 0 N1 40 30 20 0 N1 N1 50kN(拉)
2-2截面
X 0 N 2 30 20 0
1 B 2C 3D 40 kN 30 kN 20 kN
N2
30 kN 20 kN
N2 10kN(拉)
3-3截面
N 50 kN
N3
20 kN
X 0
N 3 20 0 N 3 20 kN(压)
10 103 100 103 500 106
10 103 100 103 200 106
mm
0.015mm
计算结果为负,说明整根杆发生了缩短
35
静定汇交杆的位移计算,以例题说明。 例3 图示结构由两杆组成,两杆长度均为 l,B 点受垂直荷 载 P 作用。(1) 杆①为刚性杆,杆②刚度为 EA ,求节点 B 的位移;(2) 杆①、杆②刚度均为 EA,求节点 B 的位 移。
刘鸿文版材料力学课件全套
e
Mel EI
M e 2l 2EI
M 2l 2EI
横力弯曲:V
l
M 2 (x) dx 2E I ( x)
13-3 变形能的普遍表达式
F3
1
F2
F1
2 3
V
W
1 2
F11
1 2
F2 2
1 2
F3 3
即:线弹性体的变形能等于每一外力与其相应位移乘积的二分之一的 总和。
M (x)
M (x)
N ( x)
目录
疲劳极限
将若干根尺寸、材质相同的标准试样,在疲劳试验机上依次进行r = -1 的常幅疲劳试验。各试样加载应力幅 均不同,因此疲劳破坏所经历 的应力循环次数N 各不相同。
以 为纵坐标,以N 为横坐标(通常为对数坐标),便可绘出该材料的应 力—寿命曲线即S-N 曲线如图(以40Cr钢为例)
注:由于在r =-1时,max = /2,故S-N 曲线纵坐标也可以采用max 。
M e L2 2EI
A
( A ) F
( A ) Me
FL2 2EI
MeL EI
V
W
1 2
FwA
1 2
M
e
A
F 2 L3 6EI
MeF2 2EI
M
2 e
L
2EI
§13-4 互等定理
F1
F2
1
2
F1
11
21
F2
12
22
ij
荷载作用点
•位移发生点
F1
11
21
F2
12
22
先作用 F1,后作用 F2,外力所作的功:
1F 2
Fl EA
刘鸿文版材料力学(第五版全套356页)
§1.2 变形固体的基本假设
3、各向同性假设: 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同
(沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性材料。如 木材、胶合板、纤维增强材料等)
普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
精品课件
§1.3 外力及其分类
外力:来自构件外部的力(载荷、约束反力)
按外力作用的方式分类
g lim(LMN)
2 MN0
M L0
类似地,可以定义 y , z ,g 均为无量纲的量。
精品课件
目录
§1.5 变形与应变
例 1.2
c
已知:薄板的两条边
若:构件横截面尺寸不足或形状
不合理,或材料选用不当
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的
力学性能。因此在进行理论分析的基础上,实验研究是 完成材料力学的任务所必需的途径和手段。
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F)0
FN
Pa M0
MPa
精品课件
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,即
应力的概念。 F A F 4 C F3
pm
F A
—— 平均应力
p lim F A0 A
—— C点的应力
应力是矢量,通常分解为 pF4 C F3
精品课件
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象
构件的分类:杆件、板壳*、块体*
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F5
F1
F2
F5
F2
m F4
m
F3
F4
F3
.
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
F S= FM F a
.
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
例 1.1 钻床 求:截面m-m上的内力。
解: 用截面m-m将钻床截为两部分,取上半部 分为研究对象,
受力如图:
表面力:
分布力:
连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁 的压力,水坝受到的水压力等均为分布力
集中力:
若外力作用面积远小于物体表面的尺寸,可 作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨 的压力等
.
目录
§1.3 外力及其分类
按外力与时间的关系分类
静载: 载荷缓慢地由零增加到某一定值后,就保持不变或变动很不显著, 称为静载。
.
目录
§1.1 材料力学的任务
比萨斜塔
美国纽约马尔克大桥坍塌
.
§1.1 材料力学的任务
二、基本概念 1、构件:工程结构或 机械的每一组成部分。 (例如:行车结构中的 横梁、吊索等)
理论力学—研究刚体,研究力与运动的关系。 材料力学—研究变形体,研究力与变形的关系。 2、变形:在外力作用下,固体内各点相对位置的 改变。(宏观上看就是物体尺寸和形状的改变)
4、稳定性:
在载荷 作用下,构 件保持原有 平衡状态的 能力。
强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力 的三个方面,材料力学就是研究构件承载能力 的一门科学。
.
目录
§1.1 材料力学的任务
三、材料力学的任务
材料力学的任务就是在满足强度、刚度 和稳定性的要求下,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。
动载: 载荷随时间而变化。
如交变载荷和冲击载荷
交变载荷
冲击载荷
.
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
内力:外力作用引起构件内部的附加相互作用力。
求内力的方法 — 截面法
(1)假想沿m-m横截面将 杆切开
(2)留下左半段或右半段 (3)将弃去部分对留下部
分的作用用内力代替 F1 (4)对留下部分写平衡方
灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
.
目录
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设: 认为物体内的任何部分,其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
.
目录
§1.2 变形固体的基本假设
3、各向同性假设: 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同
(沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性 材料。如木材、胶合板、纤维增强材料等)
4、小变形与线弹性范围
AБайду номын сангаас
认为构件的变形极其微小,
比构件本身尺寸要小得多。
如右图,δ远小于构件的最小尺寸,
所以通过节点平衡求各杆内力时,把支
架的变形略去不计。计算得到很大的简
化。
C
δ1
B δ2
F
.
目录
§1.3 外力及其分类
外力:来自构件外部的力(载荷、约束反力)
按外力作用的方式分类
体积力:连续分布于物体内部各点 的力。如重力和惯性力
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F)0
FN
Pa M0
MPa
.
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
pm
F A
—— 平均应力
F A
C
p lim F A0 A
—— C点的应力
p
F4
F3
F4
应力是矢量,通常分解为
C
— 正应力 — 切应力
.
目录
§1.1 材料力学的任务
{弹性变形 — 随外力解除而消失 塑性变形(残余变形)— 外力解除后不能消失 刚度:在载荷作用下,构件抵抗变形的能力。 3、内力:构件内由于 发生变形而产生的相 互作用力。(内力随 外力的增大而增大) 强度:在载荷作用下, 构件抵抗破坏的能力。
.
目录
§1.1 材料力学的任务
若:构件横截面尺寸不足或形状
不合理,或材料选用不当
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上,实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。
.
目录
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象
构件的分类:杆件、板壳*、块体*
材料力学主要研究杆件
{ 直杆—— 轴线为直线的杆 曲杆—— 轴线为曲线的杆
{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
.
目录
§1.2 变形固体的基本假设
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
类似地,可以定义 y , z ,g 均为无量纲的量。
.
目录
§1.5 变形与应变
例 1.2
c
已知:薄板的两条边
F3
应力的国际单位为 Pa(帕斯卡) 1Pa= 1N/m2
1kPa=103N/m2 1MPa=106N/m2 1GPa=109N/m2
.
目录
§1.5 变形与应变
1.位移 MM'
M'
刚性位移; 变形位移。
2.变形
M
物体内任意两点的相对位置发生变化。
取一微正六面体
y
g
两种基本变形:
线变形
L
—— 线段长度的变化
角变形
——线段间夹角的变化 o
M
x
L'
x+s
M'
N'
N
x
.
目录
§1.5 变形与应变 y
g
3.应变 L'
正应变(线应变)
x方向的平均应变:
xm
s x
L
o M x
x+s
M'
N'
N
x
切应变(角应变)
M点处沿x方向的应变: M点在xy平面内的切应变为:
x
lim x0
s x
g lim(LMN)
2 MN0
M L0
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
.
目录
§1.1 材料力学的任务
古代建筑结构
建于辽代(1056年)的山西应县佛宫寺释迦塔 塔高9层共67.31米,用木材7400吨
900多年来历经数次地震不倒,现存唯一木塔
.
目录
§1.1 材料力学的任务
四川彩虹桥坍塌
材料力学
刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社
.
目录
第一章 绪论
§1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法及应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式
.
目录
§1.1 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