材料力学基础知识
材料力学基础知识与原理解析
材料力学基础知识与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。
它是工程力学的重要分支，对于工程材料的设计、制造和使用具有重要的理论和实践意义。
在本文中，我们将深入探讨材料力学的基础知识和原理。
1. 弹性力学弹性力学是材料力学的基础，它研究的是材料在外力作用下的弹性变形行为。
弹性力学的核心理论是胡克定律，它描述了材料的应力与应变之间的线性关系。
根据胡克定律，应力与应变之间的关系可以用弹性模量来表示。
弹性模量是材料的重要力学性能指标，它反映了材料在外力作用下的变形能力。
2. 塑性力学塑性力学是研究材料在外力作用下的塑性变形行为的学科。
与弹性力学不同，塑性力学研究的是材料的非线性变形行为。
在材料受到外力作用时，如果应力超过了材料的屈服强度，就会发生塑性变形。
塑性变形是材料在外力作用下的永久性变形，它会导致材料的形状和尺寸发生改变。
塑性力学的研究对象包括塑性变形的机理、塑性应力分布和塑性变形的规律等。
3. 破坏力学破坏力学是研究材料在外力作用下失效的学科。
材料在外力作用下可能会发生破坏，破坏力学的研究目的是预测和控制材料的破坏行为。
根据破坏的形式，破坏力学可以分为弹性破坏和塑性破坏。
弹性破坏是指材料在外力作用下发生断裂，而塑性破坏是指材料发生塑性变形后失去承载能力。
破坏力学的研究内容包括破坏的机理、破坏的形式和破坏的预测等。
4. 材料的本构关系材料的本构关系是材料力学的核心内容之一，它描述了材料的应力与应变之间的关系。
根据材料的性质和变形行为，可以将材料的本构关系分为线性弹性本构关系、非线性弹性本构关系和塑性本构关系等。
线性弹性本构关系是指材料的应力与应变之间是线性关系，非线性弹性本构关系是指材料的应力与应变之间是非线性关系，而塑性本构关系是指材料的应力与应变之间是非线性关系，并且在一定应力范围内存在塑性变形。
5. 材料的疲劳与断裂材料在长期受到交变应力作用时，可能会发生疲劳断裂。
疲劳断裂是指材料在应力循环作用下发生的断裂，它是材料力学的重要研究内容之一。
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。
力学基础知识3--材料力学
四、材料力学基础知识静力学和动力学主要研究力对物体的外效应, 即物体在外力作用下的平衡问题、运动规律及外力和运动之间的关系, 而材料力学主要研究力的内效应, 即研究物体的强度、刚度和稳定性问题。
要求构件在载荷作用下具有抵抗破坏的能力, 称为构件的强度；要求构件在载荷作用下具有抵抗变形的能力, 称为构件的刚度；要求构件受外力时能在原有的几何形状下保持平衡状态的能力, 称为稳定性。
这些问题是进行各类工程（包括送电工程）设计时必须考虑的问题。
在静力学和动力学中物体为“刚体”, 材料力学则认为物体受力后都要变形, 把物体视为变形体。
材料力学中变形体采用如下几个假设：（1）均匀连续性假设假设组成变形体的物质是毫无空隙的充满了整个几何空间, 其性质在各处都是均匀的。
（2）各向同性假设假设变形体在各个方向都有相同的力学性能。
（3）小变形假设假设变形体在外力作用下所产生的变形与物体本身尺寸比较起来是很微小的。
材料力学中研究的集中主要类型的变形、特征、规律及其在工程中应用分析见表1-3-8。
土力学是应用力学的一个分支, 它是用力学、物理学、化学的基本原理来研究土的力学、物理学、化学性能, 以满足工程实际问题的需要。
土力学基础理论主要研究土在静载荷和动载荷作用下的力学性质。
在静载荷下主要研究土的变形特征、土的强度、土渗透性。
土是岩石风化后在不同自然条件下生成的材料, 一般分为砂性土和粘性土两大类, 它们是由两相或三相物质组成的, 即矿物颗粒构成土骨架, 骨架空隙内含水和气体。
砂性土颗粒之间无连结力, 是松散的颗粒集合体；粘性土的片状颗粒之间有连结力, 形成网状结构。
砂性土和粘性土均具有一定的刚度和强度。
GBJ7-89《建筑地基基础设计规范》规定了土壤分类标准及设计使用的主要参数, 详见表1-3-9。
（1）基础上拔承载力计算拉线极限抗拔力采用倒截锥体土重法计算。
(Q+G)/Ny≥KK 安全系数, 规程规定为1.5；Ny 计算垂直上拔力, Ny=Ns·sinβ；Q 拉线盘自重；G 倒截方锥台土重。
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。
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。
材料力学考试知识点
材料力学考试知识点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。
对于工科学生来说，这是一门非常重要的基础课程。
以下是材料力学考试中常见的知识点。
一、拉伸与压缩1、内力与轴力图在拉伸或压缩杆件时，杆件内部产生的相互作用力称为内力。
通过截面法可以求得内力，将杆件沿某一截面假想地切开，取其中一部分为研究对象，根据平衡条件求出内力。
用轴力图可以直观地表示轴力沿杆件轴线的变化情况。
2、应力正应力是垂直于截面的应力，计算公式为σ ＝ N/A ，其中 N 为轴力，A 为横截面面积。
切应力是平行于截面的应力。
3、胡克定律在弹性范围内，杆件的变形与所受外力成正比，与杆件的长度成正比，与杆件的横截面面积成反比，与材料的弹性模量成反比。
表达式为Δl ＝ FNl/EA ，其中Δl 为伸长量， FN 为轴力，l 为杆件长度，E 为弹性模量，A 为横截面面积。
4、材料的拉伸与压缩力学性能通过拉伸试验可以得到材料的力学性能，如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
二、剪切与挤压1、剪切的实用计算假设剪切面上的切应力均匀分布，根据平衡条件计算剪切面上的剪力和切应力。
2、挤压的实用计算考虑挤压面上的挤压应力，通常假定挤压应力在挤压面上均匀分布。
三、扭转1、扭矩与扭矩图扭矩是杆件受扭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情况。
2、圆轴扭转时的应力与变形横截面上的切应力沿半径呈线性分布，最大切应力在圆轴表面。
扭转角的计算公式为φ ＝ Tl/GIp ，其中 T 为扭矩，l 为杆件长度，G 为剪切模量，Ip 为极惯性矩。
四、弯曲内力1、剪力和弯矩剪力是横截面切向分布内力的合力，弯矩是横截面法向分布内力的合力偶矩。
通过截面法可以求出剪力和弯矩。
2、剪力图和弯矩图用图形表示剪力和弯矩沿杆件轴线的变化规律，有助于分析杆件的受力情况。
五、弯曲应力1、纯弯曲时的正应力推导得出纯弯曲时横截面上正应力的计算公式σ ＝ My/Iz ，其中 M 为弯矩，y 为所求应力点到中性轴的距离，Iz 为惯性矩。
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。
材料力学的基本知识与基本原理
材料力学的基本知识与基本原理材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能和力学行为的学科。
它是材料科学与工程中的重要基础学科，对于材料的设计、制备和应用具有重要意义。
本文将介绍材料力学的基本知识与基本原理，帮助读者更好地理解材料的力学性质。
一、材料力学的基本概念材料力学是研究材料在外力作用下的力学行为的学科，它主要包括静力学、动力学和弹性力学等内容。
静力学研究材料在力的作用下的平衡状态，动力学研究材料在力的作用下的运动状态，而弹性力学则研究材料在外力作用下的弹性变形。
二、材料力学的基本原理1. 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它指出物体在没有外力作用下将保持静止或匀速直线运动。
在材料力学中，这一定律可以解释材料在没有外力作用下的静力平衡状态。
2. 牛顿第二定律牛顿第二定律是描述物体受力后的运动状态的定律，它表明物体所受合力与物体的加速度成正比。
在材料力学中，牛顿第二定律可以用来描述材料在外力作用下的运动状态，从而研究材料的力学性能。
3. 弹性力学原理弹性力学原理是研究材料在外力作用下的弹性变形的原理。
它基于胡克定律，即应力与应变成正比。
应力是单位面积上的力，应变是单位长度上的变形量。
弹性力学原理可以用来计算材料在外力作用下的应力和应变，从而研究材料的弹性性能。
4. 应力与应变的关系应力与应变的关系是材料力学中的重要内容，它可以通过应力-应变曲线来描述。
应力-应变曲线是材料在外力作用下的应力和应变之间的关系曲线，它可以反映材料的力学性能和变形特性。
在应力-应变曲线中，通常有线弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段和断裂阶段等不同的阶段。
5. 杨氏模量和泊松比杨氏模量和泊松比是材料力学中的两个重要参数。
杨氏模量是描述材料在拉伸或压缩时的刚度的参数，它越大表示材料越硬。
泊松比是描述材料在拉伸或压缩时的体积变化与形变的比值，它越小表示材料越不易变形。
三、材料力学的应用材料力学的研究成果广泛应用于材料科学与工程领域。
材料力学基础知识
3.6杆件的四种基本变形形式
工程中常用构件在荷载作用下的变形， 大多为上述几种基本变形形式的组合， 纯属一种基本变形形式的构件较为少见. 但若以一种基本变形形式为主，其它属 于次要变形的，则可按这种基本变形形 式计算.若几种变形形式都非次要变形， 则属于组合变形问题.
4 轴向拉伸与压缩
4.1引言
P
P正
P
P负
4.2轴力与轴力图
二、轴力计算
如图所示
A
平衡方程
2F
ΣFx=0，FN1-2F=0
得AB段的轴力为
2F
FN1=2F
FN
对于BC段，由平衡方程
ΣFx=0，F-FN2=0
Байду номын сангаас
得BC段的轴力为
0
FN2=F
1
B
2
F
1
2
FN1 FN2
2F
C F F
F x
4.2轴力与轴力图
以上分析表明，在AB与BC杆段内，轴力不同。为 了形象地表示轴力沿杆轴（即杆件轴线）的变化 情况，并确定最大轴力的大小及所在截面的位置， 常采用图线表示法。作图时，以平行于杆轴的坐 标表示横截面的位置，垂直于杆轴的另一坐标表 示轴力，于是，轴力沿杆轴的变化情况即可用图 线表示。
根据上述情况，通常将强度极限与屈服应力统称为材料的
(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。
材料力学基础知识PPT课件
3
材料力学的建立
强度。（屈服强度，抗拉强度，抗弯强度， 抗剪强度），如钢材Q235，屈服强度为 235MPa
塑性。一般用伸长率或断面收缩率表示。 如Q235伸长率为δ5=21-26
表示轴力沿杆轴变化情况的图线，称为轴力图。 例如上图中的坐标图即为杆的轴力图。
31
4.2轴力与轴力图
例1 图中所示为右端固定梯形杆，承受轴向载荷F1与F2作 用，已知F1=20KN（千牛顿），F2=50KN，试画杆的轴力 图，并求出最大轴力值。
解：（1）计算支反
力
A F1
B F2
设杆右端的支反力为
12
3.3外力与内力
内力与截面法
内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附加内 力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平衡。 截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。
13
3.3外力与内力
应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得
轴力 ：Fx沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）
C FR
FR，则由整个杆的平 F1
FN1 FN2
FR
衡方程
FN
20kN
ΣFx=0，F2-FR=0 得
+ 0
30kN
FR=F2-F1=50KN-20KN
=30KN
32
4.2轴力与轴力图
(2)分段计算轴力
设AB与BC段的轴力
A
均为拉力，并分别用FN1 F1
与FN2表示,则可知
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。
公共基础知识材料力学基础知识概述
《材料力学基础知识综合性概述》一、引言材料力学作为工程力学的一个重要分支，主要研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性等问题。
它在工程设计、机械制造、土木工程、航空航天等众多领域都有着广泛的应用。
了解材料力学的基础知识，对于从事相关工程领域的专业人员以及对力学感兴趣的人士都具有重要意义。
本文将从基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势等方面对材料力学进行全面的阐述与分析。
二、基本概念1. 应力与应变- 应力：物体由于受到外力作用而产生的内部抵抗力。
应力分为正应力和切应力。
正应力是垂直于作用面的应力，切应力是平行于作用面的应力。
应力的单位为帕斯卡（Pa）。
- 应变：物体在应力作用下产生的相对变形。
应变分为正应变和切应变。
正应变是长度的相对变化，切应变是角度的变化。
应变是无量纲的量。
2. 弹性与塑性- 弹性：材料在去除外力后能够完全恢复其原来形状和尺寸的性质。
弹性变形是可逆的，符合胡克定律。
- 塑性：材料在去除外力后不能完全恢复其原来形状和尺寸的性质。
塑性变形是不可逆的，材料会产生永久变形。
3. 强度与刚度- 强度：材料抵抗破坏的能力。
强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等。
强度的单位为帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa）。
- 刚度：材料抵抗变形的能力。
刚度与材料的弹性模量和截面形状有关。
刚度的单位为牛顿/米（N/m）或千牛/米（kN/m）。
4. 稳定性- 稳定性是指材料或结构在受到外力作用时，保持其原有平衡状态的能力。
对于细长杆件或薄壁结构，稳定性问题尤为重要。
三、核心理论1. 胡克定律- 胡克定律是材料力学中的基本定律之一，它表明在弹性范围内，应力与应变成正比。
即σ=Eε，其中σ为应力，ε为应变，E 为弹性模量。
- 胡克定律适用于各种材料，如金属、塑料、橡胶等。
它是材料力学中进行应力分析和变形计算的重要依据。
2. 梁的弯曲理论- 梁是工程中常见的结构元件，其主要承受横向载荷。
材料力学概念及基础知识
材料力学概念及基础知识材料力学是一门研究构件承载能力的科学，其任务是在保证安全和经济的前提下，研究构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度是指构件抵抗破坏的能力，刚度是指构件抵抗变形的能力，稳定性是指构件保持初始直线平衡形式的能力。
为了研究这些问题，材料力学假设构件内均匀充满物质，并且在各个方向力学性质相同。
在材料力学中，内力是指构件内由于发生变形而产生的相互作用力。
计算内力的方法是通过截面法，包括四个步骤：截、留、代、平。
应力是在某个面积上内力分布的集度，单位为Pa。
正应力是垂直于截面的应力，而剪应力是平行于截面的应力。
材料力学研究的基本变形包括拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
拉压变形发生在外力的作用线与构件轴线重合时，此时会产生轴力。
计算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。
轴力图的绘制步骤是先画出水平线作为X轴，然后以外力的作用点为界将轴线分段。
最后，材料力学的研究对象包括杆件、板壳和块体等构件。
为了完成材料力学的任务，理论分析和实验研究都是必不可少的手段。
材料力学主要研究构件的强度、刚度和稳定性理论。
其中，杆件包括直杆（轴线为直线）和曲杆（轴线为曲线）。
杆件受到大小相等、方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用时，杆件的横截面会产生相对转动。
变形性质可以分为弹性变形和塑性变形。
研究内力的方法是截面法，而表示内力密集程度的指标是应力。
基本变形有轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
轴力图可以表示轴力与横截面积的关系。
平面假设是指受轴向拉伸的杆件，在变形后横截面积仍保持不变的情况下，两平面相对位移了一段距离。
应力集中是指在某些局部位置，应力骤然增大的现象。
低碳钢的四个表现阶段是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
材料强度性能的主要指标是屈服强度和抗拉强度，而塑性指标主要是伸长率和断面收缩率。
材料的脆性和塑性可以通过延伸率来区分。
连接杆主要有铆钉链接、螺栓链接、焊接、键连接和销轴链接。
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外力作用下的力学行为的一门学科，它是材料科学和工程学中的重要基础学科。
在材料力学中，我们需要了解一些基本的知识点，这些知识点对于理解材料的性能和行为具有重要意义。
本文将对材料力学的一些重要知识点进行总结，希望能够帮助读者更好地理解材料力学的基本概念。
1. 应力和应变。
在材料力学中，应力和应变是两个基本的概念。
应力是单位面积上的力，它描述了材料受力的程度。
而应变则是材料在受力作用下的变形程度。
应力和应变之间存在着一定的关系，这种关系可以通过杨氏模量和泊松比来描述。
了解应力和应变的概念对于分析材料的力学性能非常重要。
2. 弹性模量。
弹性模量是描述材料在受力后能够恢复原状的能力的一个重要参数。
不同材料的弹性模量是不同的，它反映了材料的硬度和脆性。
了解材料的弹性模量有助于我们选择合适的材料，并且在工程设计中能够更好地预测材料的性能。
3. 屈服强度和抗拉强度。
材料在受力作用下会发生塑性变形，而屈服强度和抗拉强度则是描述材料抵抗塑性变形的能力。
屈服强度是材料开始发生塑性变形的应力值，而抗拉强度则是材料抵抗拉伸破坏的能力。
这两个参数对于材料的强度和韧性具有重要意义。
4. 疲劳强度。
在实际工程中，材料往往需要承受交变载荷，这就会导致材料的疲劳破坏。
疲劳强度是描述材料在交变载荷作用下能够承受的最大应力值，了解材料的疲劳强度有助于我们预防材料的疲劳破坏。
5. 断裂韧性。
材料在受到外力作用下会发生断裂，而断裂韧性则是描述材料抵抗断裂的能力。
了解材料的断裂韧性有助于我们预测材料的寿命，并且在工程设计中能够更好地选择合适的材料。
总结。
材料力学是材料科学和工程学中的重要学科，它对于理解材料的力学性能具有重要意义。
本文对材料力学的一些重要知识点进行了总结，希望能够帮助读者更好地理解材料力学的基本概念。
通过了解应力和应变、弹性模量、屈服强度和抗拉强度、疲劳强度以及断裂韧性等知识点，我们可以更好地选择合适的材料，并且预测材料的性能和寿命，从而更好地应用于工程实践中。
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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一、力学性能的定义下面这些名词的定义是什么？①脆性脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。
它与韧性和塑性相反。
脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。
铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。
与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。
②韧性韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。
金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。
③弹性弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。
钢材在到达弹性极限前是弹性的。
④延展性延展性是指材料在压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。
塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。
钢材既是塑性的也是具有延展性的。
⑤塑性变形塑性变形发生在金属材料承受的应力超过塑性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形。
⑥弹性变形弹性变形是金属材料的一种特性，它允许金属材料承受一个较大的冲击载荷，但不能超出它的弹性极限。
⑦刚性刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。
刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。
E为206700MPa的钢为刚性材料，E为6890MPa的木材不是刚性材料。
⑧强度强度是材料在没有破坏之前所能承受的最大应力。
同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。
没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。
因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。
强度是一个很常用的术语。
⑨韧性韧性是指金属材料承受快速施加或冲击载荷的能力。
⑩屈服点或屈服应力屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。
在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。
二、应力和应变2.1 应力1、什么是虎克定律？罗伯特·虎克（1635～1703）发现，在物体的弹性极限内，弹性物体的变形与所受外力成正比（见图1）。
另一种解释是：在金属承受很大应力并使金属产生永久变形之前，所加的力和金属的变形是成正比的（呈线性关系）。
虎克还发现，固体材料（如金属）在承受载荷时实际上也发生变形，但变形量很小，通常是1%的一小部分。
2、四种形式的应力是什么？①拉应力是能够使材料伸长的应力。
②压应力是能使材料缩短的应力。
③剪应力是能使材料沿应力平行方向产生位移的应力。
④扭转应力是能使材料的两个底面沿相反方向产生扭动的应力。
所有的应力，不论有多复杂，都可以描述成两个或多个基本应力的组合。
四种形式的应力如图2所示。
3、如何在普通金属结构中标出这四种应力？如图3所示。
4、如何计算应力？应力是在它所作用面积上的力，用kgf/mm2表示。
在米制单位中，用千帕（kPa）或兆帕（MPa）表示，如图4所示。
2.2 应变1、应力和应变有什么区别？应力（载荷）施加于物体将产生应变（变形）。
应变是被测试材料尺寸的变化率，它是加载后应力引起的尺寸变化。
2、应变的单位是什么？由于应变是一个变化率，所以它没有单位，如图5所示。
三、弹性模量1、应力和应变的关系是什么？如果材料所受的应力在它的弹性极限内，应力和应变成正比，它们直接和一个称为弹性模量的参数有关，即应力＝弹性模量×应变2、存在着几种的应力和应变。
一个弹性模量的值可以适用于所有材料的应力和应变吗？不可以。
每一对应力-应变值都是通过各自的弹性模量值使应力和应变相对应。
这些应力-应变与他们相对应的弹性模量的关系见表1。
表1 弹性模量①由扭力、剪应力和应变引起。
拉伸弹性模量（也称为杨氏模量，用E或E Y表示），使用的频率要远远高于压缩弹性模量或剪切弹性模量。
如果人们说弹性模量而不加特殊说明时，通常指拉伸弹性模量。
尽管扭曲也被分类为四种应力之一，施加扭曲能够产生剪应力和剪应变，因此没有扭曲特定的弹性模量。
3、弹性模量的测量单位是什么？所有弹性模量的测量单位和应力一样，在英制单位中用psi，在米制单位中用kPa或MPa。
4、如何用弹性模量来解决问题？下面用一个实例来说明如何在加载的情况下，一根金属棒或导线长度的变化。
测量一个长15m、直径6mm的金属棒，当加载到226.8kgf的负荷时，计算它上面的应力及延伸了多少，如图6所示。
只要给出应力和应变的数值，就可以用该公式计算出其他的参数。
5、还有其他的推算弹性模量的方法吗？有。
弹性模量E的数值是使试样拉伸成原长度的两倍（2L）而不断裂的应力。
事实上，大多数金属保持不了1%的应变。
但应变仍然是一个重要的概念。
图7给出了常用金属的弹性模量。
6、压缩弹性模量和拉伸弹性模量有什么不同？从技术方面讲，压缩弹性模量和拉伸弹性模量都要通过压力和拉力来计算。
然而在工程应用中，对金属材料来说，压缩弹性模量和拉伸弹性模量在应力状态下具有相同的意义。
拉伸试验较压缩试验方便。
因此，一般测定拉伸时的弹性模量并将该数值作为对金属的拉伸和压缩弹性模量。
非金属材料（如砖、石头、混凝土等）拉伸强度低，但压缩强度高，无法进行拉伸试验。
所以这些材料的弹性模量用压缩试验测得。
7、为什么材料的弹性模量很重要？有如下两个原因。
①弹性模量E提供了材料准确的刚性数据，能使人们准确地比较两个物体的刚度，如图8所示。
②弹性模量E还应用于横梁、柱体应力和应变的公式，要进行这些计算必须知道E的数值。
四、应力-应变曲线4.1 拉伸试验1、如何进行拉伸试验？拉伸试验是在试验机上拉伸试样，同时测量应力和应变。
图9为一个典型的拉伸试验示意图。
试样在不断增加拉力的作用下被拉长，并测出试样上的应力。
碳钢典型的应力-应变曲线如图10所示。
这些曲线是通过读出试验机上连续的读数并记录下这些数据得到的。
安装在试验机上的电子传感器也可以记录下这些数据并将它们传送到记录点。
从这些曲线上可以很快得出屈服强度和最终的拉伸强度，并推测出材料的实际应用场合。
材料的拉伸试验可能用来验证制造商们所标注的钢材的屈服强度和拉伸强度或进行正确标注。
2、应力应变曲线可以提供金属材料的哪些信息？①弹性模量在应力-应变曲线上，屈服点下面的直线部分的倾斜度表示材料的拉伸弹性模量，倾斜度越大，材料的刚度越大。
②弹性极限金属材料在所有的载荷从试样上撤除后，在不出现永久拉伸量时所能承受的最大应力。
在弹性极限范围内，任何应变都很小并且都可以恢复。
③比例极限在应力-应变曲线中直线部分（即应力-应变成比例情况下），材料所能承受的最大应力。
在实际应用中，弹性极限和比例极限由同一个应力产生。
④屈服强度是曲线中直线部分最高点的应力。
当应力小于该点的数值时，材料不会发生永久的伸长，应力可以从零增加到屈服强度点。
应力超过该点数值时，材料会发生永久伸长。
工程师们设计工件时要使工件所受应力远远低于该点。
除此以外，其他的应用（如易拉罐的开口拉环）被设计成后，一加力就失效。
⑤极限拉伸强度（UTS）或拉伸强度是样品遭受破坏前所承受的最大应力。
在塑性材料中，金属已经有了永久变形，它不能成为测量结构应力-应变数值的依据，但它可以成为测量材料塑性的依据。
3、为什么材料的试验很重要？因为任何材料都必须在材料屈服点以下具有良好的承受应力的能力且不发生永久变形，因此，材料的屈服强度是最基本的数据。
使用拉伸试验是一种快捷、准确、方便的测定材料强度的方法。
4、对各种工程材料，应力-应变曲线如何进行比较？图11所示为几种材料的应力-应变曲线。
这些曲线很有实用价值，因为它们给出确定的屈服强度和极限拉伸强度，同时可以对这些材料的脆性进行比较。
如果放大最底端刻度尺上的数据，可以测出每种材料的拉伸弹性模量，并比较它们的刚性。
5、还有其他的测量材料拉伸强度的方法吗？尽管在拉伸试验机上进行拉伸实验可以得出较准确的数值，但这种试验破坏了试样，不便于直接应用于实际生产。
还可以采用在便携式试验机上测定工件的硬度，然后采用一定的计算公式将该硬度值转换成拉伸强度，这样就可以用来估计材料的拉伸强度。
这种方法成本低、速度快并且没有破坏性。
运用一个简单的测试仪器可以在现场获得焊接接头硬度，这是一种粗略的、无破坏性的试验，试验装置如图12所示。
这个装置是采用一个滚球轴承使之下落到试验焊件上并测量它的反弹高度，这个反弹高度可以显示材料的硬度和拉伸强度。
6、结构强度和材料强度有区别吗？有。
结构强度是指将一些材料按照一定的方式组合起来后所能承载的能力。
结构强度用kgf/mm2表示。
超出这个强度的载荷能够破坏结构。
材料强度是一种物理性能，与材料组成的结构方式无关。
7、工程材料有典型的应变上限吗？有，大约是1%。
4.2 许用应力1、什么是许用应力？由谁来决定它的数值？许用应力是最大应力，用MPa表示，它决定于整个结构的单个部件。
将最大许用应力设定在较低的水平是为了保证整个结构在所有可能的情况下都能保持在弹性范围之内。
这个应力水平主要是通过建筑材料和工程协会确定，是历史和经验积累起来的系统资料。
最大许用应力一般大约是屈服应力的20%～60%，但也取决于许多因素。
为了保证由于金属种类的变化、实际使用载荷的变化、计算应力的准确性以及无法预计的原因等因素的影响，工程师们在设计中采用的许用应力一般为材料屈服强度的20%～50%左右。
选择这样低的许用应力水平可以降低形成裂纹和疲劳断裂的可能性，这将在其后的章节中讨论。
2、最大许用应力如何与安全系数联系在一起？最大许用应力与安全系数的公式联系为屈服应力安全系数＝────────试棒的许用应力拉伸应力或安全系数＝────────试棒的许用应力如果一个结构部件的屈服应力为248MPa，最大许用设计应力为165MPa，那么就有248安全系数＝───＝1.51654.3 压缩强度1、金属的压缩强度是什么？压缩强度是金属所能承受的逐渐增加的挤压力的能力。
目前对金属来说已经不是一个非常重要的指标了，因为工程材料的压缩强度大多和拉伸强度有一定联系。
事实上，拉伸弹性模量通常被作为压缩模量。
在很高的应力水平下，金属将出现象拉伸时那样的永久变形，并且很多脆性建筑材料（如砖、混凝土等）将产生破断。
然而，变形和破断通常出现在超出材料拉伸强度很多的应力状态下。
测量压缩强度比测量拉伸强度更复杂，因为在塑性材料（如钢）中，试验材料在破断前就已经发生位移或变形了。
因此，试样的形状和尺寸对测试结果有很大影响。
五、横梁及混凝土5.1 横梁上的应力分布1、当矩形横梁两边支撑、中间受力时，它承受的三种应力是什么？①弯曲应力产生在横梁的受力面上，拉应力产生在横梁的背面，如图13所示。
②水平剪切应力由于横梁上、下两面所承受的压力和拉力的变化，当横梁水平层面试图相对滑动时，产生了剪切应力，如图14所示。
③垂直剪切应力垂直剪切应力的产生是由于载荷作用于横梁的一面，而另一面因两端支撑受到推拉的结果，如图15所示。