理论力学与材料力学
材料力学第一章材料力学的基本概念
刚度:构件抵抗弹性变形的能力
不因发生过大的弹性变形而失效
稳定性:构件保持原有平衡形式的能力
不因发生因平衡形式的突然转变而失效
巨型水泥罐砸扁民工棚
2月26日下午3时许,在 深圳市福田区梅林凯丰花 园的杨先生家中,其天花 板水泥板突然坍塌,坍塌 面积约2.5平方米,导致 杨先生的父亲头部被砸伤, 入院治疗。管理处方面表 示,小区房屋楼体质量没 有问题,业主可以申请相 关部门鉴定。
三、材料力学的研究对象
变形固体:在外力作用下会产生变形(形状 和位移改变)的物体。
变形
弹性变形 塑形变形
可恢复 不可恢复
四、材料力学基本假设
1. 连续性假设—材料连续无孔隙 2. 均匀性假设—材料各处性质相同 3. 各向同性假设—任意方向材料性质相同 4. 小变形假设—变形量远小于构件尺寸,可忽略变形
z
p =γz
单位 N/m2
集中荷载
F A F
单位
A
N或 kN
六、内力 截面法 应力
由外力的作用引起的内力的改变量称为称为 附加内力。 计算内力的方法:截面法
F1 F2
F3
F4
F1
F2
F3
F4
假想截面
分布内力
应力
应力: 内力在截面上的密集程度
工程构件,大多数情形下,内力并非均 匀分布,通常“ 破坏”或“失效”往往从内 力集度最大处开始,因此,有必要区别并定 义应力概念。
球墨铸铁的显微组织
五、外力及其分类
概念: 荷载:作用于构建上的外力称为荷载
体荷载:物体内所有质点都要受到力的作用
荷载
面荷载
分布荷载:沿某一面积或长度连续作用在
理论力学和材料力学的关系
做一位学渣,我就说一下理论力学和材料力学的关系,给一些大一没有学好理论力学的学生,说一下两个的关系。
给那些没有学好理论力学的,说:没有学好理论力学,一样可以学好材料力学!简单的说一下:理论力学是研究刚体的受力和运动,而材料力学是研究材料的拉伸、压缩、剪切、弯曲的受力。
两个没有什么直接的基础关系(也就是讲材料力学不是加深理论力学的研究,不是建立在理论力学上,继续研究刚体受力运动的那一快),学习材料力学只是在理论力学学到的一些力学知识,当然这是基础的知识,或许是概念,或许是基本的方法和解题的方法。
所以大一没有学好理论力学的,不要以为自己的材料力学学不好。
下面我简单的说一下,材料力学学习注意的那些方面(因为目前学习是渣渣级别的,所以很多的都是废话,但是我觉着确实有用)。
1、态度认真,很多知识比较难理解,但是不要抱着爱理不理的态度去学习。
做好第一个环节:那就是认真听课。
很多的老师都是很好的,我的材料力学老师是一位博士,也出过国,看起来,他是学术型和实用型并有的人才。
记住:认真听,多发现老师的优点。
2、如果你学不好理论力学,那并不可怕,因为对材料力学最大的克星是高数。
如果你没有把高数中的微积分学好,那就努力看看吧,因为很多的知识和理论的推倒都会用到。
学好高数的微积分基本知识,这很关键!(不要像我,到了学习材料力学的时候,自己又补高数知识呢,提前做好准备)3、自己认真的理解一些定义,很多人认为理解定义是一件非常没有意思的事情,确实,我也同意这样,但是一旦你认真的理解其中的奥妙,认真的一个字一个字的斟酌的时候,就不一样了。
你会把定义理解更加深刻,把编书人的意向把握的恰到巧处,对你理解整个理论是非常有帮助的。
4、认真的做课后习题。
说白了,学那么多的知识,不就是为了用嘛,如果你整天看书,没意思了。
不用做太多的题,教科书上的例题和课后的习题就够了。
通过做题,你机会发现自己对那些定义理解的不够到位,对那些理论和公式理解的不是正确。
材料力学面试重点概念36题
材料力学面试重点概念36题第一章绪论1.什么是强度、刚度、稳定性?答:(1)强度:抵抗破坏的能力(2)刚度:抵抗变形的能力(3)稳定性:细长压杆不失稳。
2、材料力学中的物性假设是?答:(1)连续性;物体内部的各物理量可用连续函数表示。
(2)均匀性:构件内各处的力学性能相同。
(3)各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3.材料力学与理论力学的关系答:相同点:材力与理力:平衡问题,两者相同不同点:理论力学描述的是刚体,而材料力学描述的是变形体。
4.变形基本形式有答:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
5.材料力学中涉及到的内力有哪些?通常用什么方法求解内力?答:(1)轴力,剪力,弯矩,扭矩。
(2)用截面法求解内力。
6,变形可分为?答:1)、弹性变形:解除外力后能完全消失的变形2)、塑性变形:解除外力后不能消失的永久变形7,什么是切应力互等定理答:受力构件内任意一点两个相互垂直面上,切应力总是成对产生,它们的大小8,什么是纯剪切?答:单元体各侧面上只有切应力而无正应力的受力状态,称为纯剪切应力状态。
9、材料力学中有哪些平面假设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。
第二、三章轴向拉压应力表嘻10、轴向拉伸或压缩有什么受力特点和变形特点。
答:(1)受力特点:外力的合力作用线与杆的轴线重合。
(2)变形特点:沿轴向伸长或缩短。
11,什么叫强度条件?利用强度条件可以解决哪些形式的强度问题?要使杆件能正常工作,杆内(构件内)的最大工作应力不超过材料的许用应力,即≤[σ],称为强度条件。
σmax=F NmaxA利用强度条件可以解决:1)结构的强度校核;2)结构的截面尺寸设计;3)估算结构所能承受的最大外荷载。
材料力学、结构力学与理论力学的区别与联系
中文名称:结构力学英文名称:structural mechanics 定义:研究工程结构在外来因素作用下的强度、刚度和稳定性的学科。
应用学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程力学(水利)(二级学科)《结构力学》是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。
结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。
结构力学通常有三种分析的方法:能量法,力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。
工作任务研究在工程结构(所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。
)在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。
观察自然界中的天然结构,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有密切的关系,很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。
结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度,还要做到用料省、重量轻.减轻重量对某些工程尤为重要,如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
学科体系一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。
结构静力学结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支,它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态,以及结构优化问题。
理论力学与材料力学复习思考题
《理论力学与材料力学》复习思考题梁AC 重W =6kN ,在其上作用有力, 力偶矩M =4kN·m ,均布荷载的集度q =2 =30α。
求支座A 、B 的约束反力。
13.77KN BN F =,9.89KN Ax F =-(所设方向与实际方向相反), 1.27KN Ay F =如下图所示的组合梁由AC 和CD 在C 处铰接而成。
梁的A 端插入墙内,B 处为滚动支座。
已知:q =10KN/m ,M =20kN·m,λ=1m ,F =20KN 求:A 、B 处约束反力45.77KN B F =,32.89KN Ax F =, 2.32KN Ay F =-(所无重水平梁的支撑和载荷如图,已知力F ,力偶矩和强度为q 的均布荷载及梁的长度4a 。
求支座A 、B 处的约束反力。
e M 6KNP F =F=,求当起重机的伸臂和梁AB在同一铅垂面内时,支座A和B的反力。
AxF=,53KNAyF=,37KNNBF=在图示构架中,各杆单位长度的重量为30N/m,载荷P=1000N,A处为固定端,B、C、D处为铰链。
求固定端A处及B、C铰链处的约束反力。
0Ax =,1510N Ay F =,6840N m A M =⋅ 2280N Bx =-,1785N By F =- 2280N Cx =,455N Cy F =如图变截面杆,已知:2AB BC A =A =500mm ,2CD A =200mm ,5E=210MPa ⨯, 求:①做轴力图答案: 22332864.7A M KN m =⋅,954.9B M KN m =⋅,716.2C M KN m =⋅,1193.6D M KN m =⋅求:①做扭矩图画出剪力与弯矩图:,P=20kN,b=80mm,h=120mm,答案:答案: 画出下列各图的整体受力图。
答案: AxF AxF AyF AyF DF CF悬臂梁AC上作用有力偶矩M和力P,0.3mm答案: 1 4.78KN m T =-⋅,29.56KN m T =-⋅,3 6.37KN m T =⋅ 扭矩图1 12 23 3、q 、a. 求:支座A 和B 处的约束反力。
三大力学面试总结
1、三大力学概述(1)理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学,包括静力学、运动学和动力学。
主要研究对象是刚体。
(2)材料力学就是研究构件承载能力的一门科学,包括强度、刚度和稳定性。
主要研究对象是单个杆件。
(3)结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应作用下的响应,以及结构在动力荷载作用下的动力响应计算等。
主要研究对象是杆件结构。
2、材料力学基本假设(1)连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质(2)均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同(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(4)小变形与线弹性范围认为构件的变形极其微小,比构件本身尺寸要小得多。
3、轴向拉伸与压缩的受力特点与变形特点作用在杆件上的外力作用线与杆件轴线重合,杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。
4、圣维南原理轴向拉压杆横截面上F N / A ,这一结论实际上只在杆上离外力作用点稍远的部分才正确,而在外力作用点附近,由于杆端连接方式的不同,其应力分布较为复杂。
但圣维南原理指出:“力作用于杆端方式的不同,只会使与杆端距离不大于杆的横向尺寸范围内受到影响”5、扭转受力特点及变形特点杆件受到方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用 , 杆件的横截面绕轴线产生相对转动。
6、切应变在切应力的作用下,单元体的直角将发生微小的改变,这个改变量称为切应变。
7、切应力互等定理两相互垂直平面上的切应力数值相等,且均指向(或背离)该两平面的交线。
8、正应力、切应力、主应力应力: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。
将总应力分解为与截面垂直的法向分量(正应力)和与截面相切的切向分量(切应力)。
其中主应力为没有切应力作用的截面上的法向应力9、中和轴的定义构件正截面方向上正应力等于零的轴线位置10、平截面假定变形前原为平面的横截面,变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。
11、叠加原理当所求参数(内力、应力或位移)与梁上的荷载为线性关系时,由几项荷载共同作用时所引起的某一参数,就等于每项荷载单独作用时所引起的该参数值的叠加。
理论力学在材料力学中的应用
理论力学在材料力学中的应用材料力学是研究材料变形和破坏的力学学科,其应用广泛涉及到材料的设计、加工和应用等方面。
而理论力学作为力学的基础学科,为材料力学提供了重要的理论支持和基础。
本文将探讨理论力学在材料力学中的应用,包括弹性力学、塑性力学和断裂力学等方面。
弹性力学是理论力学的重要分支,研究材料在受力后的弹性变形。
材料力学中的弹性模量、泊松比等重要参数就是通过弹性力学理论进行推导和计算得出的。
在材料的设计和工程应用中,了解材料的弹性行为对于材料的性能预测和结构设计是至关重要的。
通过理论力学的弹性力学分析,可以得到材料在不同载荷下的应力分布、应变分布以及变形情况,为材料的设计和使用提供了重要的理论依据。
塑性力学是研究材料在超过其弹性限度后发生塑性变形的力学学科。
理论力学中的塑性力学理论,如屈服准则、流动规律和硬化规律等,对于材料的塑性变形行为进行了描述和解释。
在材料的加工和制备过程中,了解材料在塑性变形条件下的行为对于制造过程的优化和材料性能的控制至关重要。
通过理论力学的塑性力学分析,可以得到材料在塑性变形过程中的应力分布、应变分布以及变形机制,为优化材料加工工艺、提高材料的塑性变形性能提供了有力支持。
断裂力学是研究材料在受力后发生破坏的力学学科,也是理论力学的重要分支之一。
断裂起源和扩展是材料力学中的重要问题,通过断裂力学理论可以对材料的断裂行为进行定量描述和分析。
对于材料的破坏预测和安全评估具有重要意义。
理论力学的断裂力学分析可以得到材料在受力下的裂纹扩展速率、应力强度因子等重要参数,为材料的断裂行为预测和控制提供了重要的理论方法和工具。
除了上述提到的弹性力学、塑性力学和断裂力学,理论力学还在材料力学的其他方面起到了重要的作用,比如材料的疲劳行为、蠕变行为和动力学响应等。
通过理论力学的研究和分析,可以得到材料在不同应力、应变和温度条件下的变形和破坏行为,为材料的设计和使用提供了科学依据。
综上所述,理论力学在材料力学中起着重要的作用。
理论力学和材料力学
理论力学和材料力学理论力学是研究物体在受力作用下的运动和变形规律的科学。
它是应用数学、物理学、力学等基础理论研究材料力学问题的一个基础学科,广泛应用于工程和科学领域。
材料力学是研究材料受力后的力学行为和性能变化的学科。
它包括静力学、动力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学等分支,涵盖了材料的强度、刚度、韧性、疲劳、断裂等力学性能。
首先,理论力学为材料力学提供了基本的力学模型和方程。
例如,经典弹性理论可以描述线弹性材料的应力-应变关系,塑性力学可以描述金属等可塑性材料的应力-应变行为。
这些模型和方程提供了分析和计算材料力学问题所需的理论基础。
其次,理论力学为材料力学提供了力学测试和实验设计的指导。
基于理论力学的预测模型和计算方法,可以为实际力学测试和实验设计提供依据。
例如,在材料强度测试中,可以根据理论力学知识选择合适的试样尺寸和加载方式,以获得准确的材料强度参数。
另外,理论力学为材料力学的进一步发展提供了方向。
通过将力学模型与实际材料力学问题相结合,可以为材料力学研究提出新的理论和方法。
例如,基于微观力学的材料力学,通过研究材料内部的原子和分子行为,探索材料性能与结构之间的关系,为材料力学的发展提供了新的理论基础。
理论力学和材料力学的研究成果在工程和科学领域有着广泛的应用。
例如,材料强度计算在结构设计中被广泛使用,可以评估结构在受力下的安全性能。
材料疲劳寿命预测在机械工程中有着重要应用,可以指导产品设计和寿命评估。
材料断裂力学在材料加工和结构安全评估中发挥着关键作用。
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)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。
3、平衡求力对留下部分建立平衡方程,求解内力。
4.应力的概念:用截面法确定的内力,是截面上分布内力系的合成结果,它没有表明该分布力系的分布规律,所以,为了研究相伴的强度,仅仅知道内力是不够的。
理论力学和材料力学部分
第一章理论力学基础同步训练一、填空题1、理论力学是研究物体______一般规律的科学,包括静力学、_____和_____。
静力学主要研究物体______和物体在外力作用下的_________。
2、平衡是指物体相对地球处于______或作______运运。
3、力是物体间的相互______,这种作用使物体的_____和____发生变化。
4、力是矢量,具有_____和______。
矢量的长度(按一定比例)表示力的_____,箭头的指向表示力的______,线段的起点或终点表示力的_____。
通过作用点,沿着力的方向引出的直线称为力的____。
5、只受两个力作用并处于_______的物体称______,当构件呈杆状时则称_______。
6、限制物体自由运动的_______称为约束。
为方便起见,构成约束的_______也常称为约束。
7、物体所受的力分为主动力、____两类。
重力属_____,约束反力属________。
8、光滑面约束不能限制物体沿约束表面______的位移,只能阻碍物体沿接触面并向约束_______的位移。
9、确定约束反力的原则:(1)约束反力的作用点就是约束与被约束物体的_______或______;(2)约束反力的方向与该约束阻碍的运动趋势方向______;(3)约束反力的大小可采用______来计算确定。
10、作用在物体上的_____称力系。
如果力系中的____都在___内,且______,则称平面汇交力系。
人们常用几何法、_____研究平面汇交力系的合成和平衡问题。
11、任意改变力和作图次序,可得到______的力多边形,但合力的______仍不变,应注意在联接力多边形的封闭边时,应从第一个力的_______指向最后一个力的______。
12、共线力系的力多边形都在____上。
取某一指向力为正,___指向力为负,则合力的____等于各力代数和的______,代数和的___表示合力的_______。
材料力学和理论力学
材料力学和理论力学材料力学和理论力学是力学的两个重要分支,它们分别研究了材料的力学性能和力学规律。
材料力学主要研究材料的强度、韧性、蠕变、疲劳等力学性能,而理论力学则是研究物体的运动和力学规律。
本文将从材料力学和理论力学的基本概念、研究内容和应用领域等方面进行介绍。
首先,材料力学是研究材料的力学性能和力学规律的学科。
材料力学的研究对象主要包括金属材料、非金属材料、复合材料等。
它主要研究材料在外力作用下的强度、韧性、蠕变、疲劳、断裂等力学性能,以及材料的力学行为和力学规律。
通过对材料力学的研究,可以为材料的设计、选择和加工提供科学依据,同时也为材料的故障分析和失效预测提供理论支持。
其次,理论力学是研究物体的运动和力学规律的学科。
它主要包括静力学、动力学和弹性力学等内容。
静力学研究物体在静止或平衡状态下的力学性质,动力学研究物体在运动状态下的力学性质,而弹性力学研究物体在受力后的变形和恢复等力学性质。
理论力学的研究内容涵盖了广泛的领域,包括工程、物理、地质、天文等各个学科领域。
材料力学和理论力学在工程领域有着广泛的应用。
材料力学的研究成果可以用于材料的设计、选择和加工,从而提高工程结构的安全性和可靠性。
而理论力学的研究成果可以用于工程结构的设计和分析,为工程实践提供理论指导。
此外,材料力学和理论力学的研究成果也可以用于新材料的开发和应用,为工程技术的进步提供支持。
总之,材料力学和理论力学是力学的重要分支,它们分别研究了材料的力学性能和力学规律。
它们的研究成果对于工程领域具有重要的理论和实际意义,为工程结构的设计、分析和应用提供了重要的科学依据。
希望本文的介绍能够对材料力学和理论力学有所了解,为相关领域的学习和研究提供帮助。
理论力学与材料力学的关系
理论力学与材料力学的关系理论力学和材料力学是力学学科中两个重要的分支,它们在研究对象、研究方法和研究内容上存在着密切的联系和相互渗透。
本文将探讨理论力学与材料力学之间的关系,并从宏观和微观两个层面进行详细讨论。
一、宏观层面上的关系在宏观层面上,理论力学和材料力学的关系体现在对材料的宏观性能进行建模和分析方面。
首先,理论力学通过建立各种力学模型来描述和解释物体受力和变形的规律。
这些模型包括刚体力学、弹性力学、塑性力学等。
而材料力学则研究材料在外界力作用下的宏观力学行为,例如拉伸、压缩、弯曲等。
理论力学的模型可以为材料力学提供基础,并为材料力学中的问题提供解决方法。
例如,弹性力学模型可以用于描述材料的弹性变形行为,提供材料的刚性和强度等参数。
其次,材料力学通过实验和观测提供了大量的实际数据和现象,为理论力学提供验证和完善的基础。
在材料力学中,通过应力应变曲线、断裂行为等实验结果,可以对理论模型进行验证和修正。
理论力学通过分析和解释实验现象,可以指导和促进材料力学的发展。
因此,在宏观层面上,理论力学和材料力学是相互依存、相互推进的关系。
二、微观层面上的关系在微观层面上,理论力学和材料力学的关系体现在对材料内部微观结构和材料性能之间的联系进行研究和分析。
首先,理论力学可以通过统计力学、连续介质力学等方法,研究材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
例如,在材料的弹性变形研究中,可以利用理论力学的方法对晶体的原子力学行为进行描述,从而揭示材料宏观弹性性能与晶体微观结构之间的关系。
其次,材料力学通过观察和研究材料的微观结构和组织,为理论力学提供了实例和案例。
材料力学通过电子显微镜、X射线衍射等手段揭示了材料内部的晶体结构、晶界、位错等微观特征,为理论力学提供了具体的研究对象和实验基础。
理论力学可以运用这些实例和案例,推导和建立适用于不同材料的力学模型。
总结而言,理论力学与材料力学在力学学科中相互渗透、相互依存。
理论力学和材料力学试题A
绝密★启用前《理论力学、材料力学》试卷A 卷一、填空题。
(每空1分,共10分)1、如下图所示,AB 杆自重不计,在五个力作用下处于平衡状态。
则作用于B 点的四个力的 合力 R F = ,方向 。
2、作用在刚体上的两个力偶的等效条件是 。
3、由二力杆平衡条件可知,二力杆两端所受两个力大小 、方向 , 作用线两个力的作用点的连线。
4、力偶由两个大小相等、 且 的力组成的力系组成。
5、材料力学主要研究任务中衡量构件承载能力指标是 、 和 。
二、判断题。
(每小题1分,共10分)1、物体处于平衡状态一定是静止的。
( )2、约束是通过约束反力阻碍物体运动的。
( )3、因为构成力偶的两个力满足F =-F `,所以说此力偶的合力等于零。
( ) 4、物体受大小相等、方向相反的两个平行力时一定平衡。
( ) 5、由平面假设可知,受挤压的杆件,挤压面上的应力集中分布。
( ) 6、一个力可以与一个力加一个力偶可等效。
( )7、力可以在平面内任意移动,不改变力对刚体的作用效果。
( ) 8、轴向拉压杆就是承受拉力或者压力的杆件。
() 9、轴力的正负定义为:拉伸为负,压缩为正。
( )10、若梁在某一段内无载荷作用,则该段内的弯矩图必定是一根斜直线段。
( )三、单项选择题。
(每小题1分,共40分)1、图示杆的重量为P ,放置在直角槽内。
杆与槽为光滑面接触,A 、B 、C 为三个接触点,则该杆的正确受力图是( )2、力对刚体作用效果,可使物体( )。
A.产生运动B.产生内力C.产生变形D.运动状态发生改变和产生变形 3、作用在刚体上的二力平衡条件是( )。
A.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在两个相互作用物体上B.大小相等、方向相反、作用线相同、作用在同一刚体上C.大小相等、方向相同、作用线相同、作用在同一刚体上D.大小相等、方向相反、作用点相同4、刚体受三力作用而处于平衡状态,且两个力沿作用线可汇交与一点,则此三力的作用线( )。
什么是理论力学中的材料力学理论?
什么是理论力学中的材料力学理论?在我们探索工程世界和物理现象的过程中,理论力学中的材料力学理论就像一把神奇的钥匙,为我们打开了理解物体在受力情况下的行为和性能的大门。
那么,到底什么是材料力学理论呢?让我们一起来揭开它神秘的面纱。
材料力学理论主要研究的是固体材料在各种外力作用下产生的应力、应变和变形规律。
想象一下一根钢梁承受着建筑物的重量,或者一根轴在旋转时传递着动力,这些结构和部件的安全性和可靠性都依赖于对材料力学的准确理解。
应力,是材料力学中一个关键的概念。
简单来说,应力就是材料内部单位面积上所承受的力。
比如,当我们拉伸一根金属棒时,其横截面上就会产生拉应力;而当我们压缩它时,则会产生压应力。
应力的大小和分布对于判断材料是否会发生破坏至关重要。
应变则描述了材料在受力后的变形程度。
它是相对变形的量度,通常用长度的变化与原始长度的比值来表示。
比如,拉伸时材料的长度增加,应变就是正的;压缩时长度减小,应变就是负的。
通过研究应变,我们可以了解材料的弹性和塑性行为。
在材料力学中,还有一个重要的概念是弹性模量。
它反映了材料抵抗变形的能力。
弹性模量越大,材料在相同应力作用下产生的变形就越小,也就意味着材料越“坚硬”。
不同的材料具有不同的弹性模量,比如钢材的弹性模量通常比铝材要大。
材料力学理论在实际工程中有着广泛的应用。
例如,在设计桥梁时,工程师需要根据预期的交通流量和车辆重量,计算桥梁结构中各个部位所承受的应力和应变,以确保桥梁在使用过程中不会发生过度变形或破坏。
在机械制造中,选择合适的材料和设计零件的形状尺寸,也离不开对材料力学的深入研究。
再比如,飞机的机翼设计。
机翼在飞行过程中要承受巨大的空气动力,材料力学帮助工程师确定机翼的结构能够承受这些力,同时保证机翼的重量尽可能轻,以提高飞机的燃油效率和飞行性能。
材料力学还与我们日常生活中的许多物品息息相关。
比如我们使用的家具,如果设计不合理,在承受重量时可能会发生变形甚至损坏。
理论力学与材料力学的关系与应用
理论力学与材料力学的关系与应用理论力学和材料力学是力学学科中的两个重要分支,二者相互关联、相互渗透,并在科学研究和工程实践中发挥着重要作用。
本文将探讨理论力学和材料力学之间的关系,并分析其在实际应用中的具体应用情况。
一. 理论力学与材料力学的关系理论力学是力学学科的基础,旨在研究物质运动和相互作用的规律。
它以数学模型和方程为基础,通过分析和推导,揭示了物体运动和形变的本质规律。
理论力学的主要内容包括牛顿力学、拉格朗日力学和哈密顿力学等。
它提供了抽象的理论框架和精确的计算方法,为后续科学研究和工程设计提供了基础。
材料力学是力学学科的一个分支,旨在研究材料的性能、力学行为和材料内部结构之间的关系。
它通过实验和理论分析,探索材料的强度、刚度、蠕变等力学特性,研究材料在外力作用下的变形和破坏行为。
材料力学的主要内容包括静力学、弹性力学、塑性力学、断裂力学和疲劳力学等。
它提供了分析和预测材料性能的方法,为材料设计和制造提供了理论依据。
理论力学和材料力学紧密联系,相互促进,共同推动了技术和科学的发展。
理论力学为材料力学提供了基础和方法,而材料力学的实际问题又激发了理论力学的发展。
二者的关系可以从以下三个方面来理解:1. 基础理论理论力学提供了材料力学的基础理论和方法。
通过数学建模和分析,理论力学揭示了材料内部的力学行为,如力的平衡、运动方程、应力应变关系等。
材料力学在研究材料的时候,可以利用理论力学的方法对实际问题进行建模和分析,从而预测材料的性能和行为。
2. 实验验证材料力学的实验研究为理论力学提供了验证和实验数据。
材料力学通过实验手段,对材料的性能和行为进行测试和观测,并验证理论力学的模型和假设。
实验结果不仅可以验证理论力学的准确性,还可以为理论力学的进一步发展提供实验依据和参考。
3. 应用交叉理论力学和材料力学的交叉应用丰富了两个学科的研究内容。
在材料力学的实际问题中,理论力学的思想和方法被广泛应用。
材料力学、结构力学与理论力学地区别与联系
结构力学科技名词定义中文名称:结构力学英文名称:structural mechanics 定义:研究工程结构在外来因素作用下的强度、刚度和稳定性的学科。
应用学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程力学(水利)(二级学科)《结构力学》是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。
结构力学研究的容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。
结构力学通常有三种分析的方法:能量法,力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。
工作任务研究在工程结构(所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。
)在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。
观察自然界中的天然结构,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有密切的关系,很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。
结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度,还要做到用料省、重量轻.减轻重量对某些工程尤为重要,如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
学科体系一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。
结构静力学结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支,它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态,以及结构优化问题。
材料力学、结构力学与理论力学的区别与联系.
结构力学科技名词定义中文名称:结构力学英文名称:structural mechanics 定义:研究工程结构在外来因素作用下的强度、刚度和稳定性的学科。
应用学科:水利科技(一级学科);工程力学、工程结构、建筑材料(二级学科);工程力学(水利)(二级学科)《结构力学》是固体力学的一个分支,它主要研究工程结构受力和传力的规律,以及如何进行结构优化的学科。
结构力学研究的内容包括结构的组成规则,结构在各种效应(外力,温度效应,施工误差及支座变形等)作用下的响应,包括内力(轴力,剪力,弯矩,扭矩)的计算,位移(线位移,角位移)计算,以及结构在动力荷载作用下的动力响应(自振周期,振型)的计算等。
结构力学通常有三种分析的方法:能量法,力法,位移法,由位移法衍生出的矩阵位移法后来发展出有限元法,成为利用计算机进行结构计算的理论基础。
工作任务研究在工程结构(所谓工程结构是指能够承受和传递外载荷的系统,包括杆、板、壳以及它们的组合体,如飞机机身和机翼、桥梁、屋架和承力墙等。
)在外载荷作用下的应力、应变和位移等的规律;分析不同形式和不同材料的工程结构,为工程设计提供分析方法和计算公式;确定工程结构承受和传递外力的能力;研究和发展新型工程结构。
观察自然界中的天然结构,如植物的根、茎和叶,动物的骨骼,蛋类的外壳,可以发现它们的强度和刚度不仅与材料有关,而且和它们的造型有密切的关系,很多工程结构就是受到天然结构的启发而创制出来的。
结构设计不仅要考虑结构的强度和刚度,还要做到用料省、重量轻.减轻重量对某些工程尤为重要,如减轻飞机的重量就可以使飞机航程远、上升快、速度大、能耗低。
学科体系一般对结构力学可根据其研究性质和对象的不同分为结构静力学、结构动力学、结构稳定理论、结构断裂、疲劳理论和杆系结构理论、薄壁结构理论和整体结构理论等。
结构静力学结构静力学是结构力学中首先发展起来的分支,它主要研究工程结构在静载荷作用下的弹塑性变形和应力状态,以及结构优化问题。
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《理论力学与材料力学》复习思考题
水平横梁AB,A端为固定铰链支座,B
动支座。
梁长为4a,梁重P,作用在梁的中点
在梁的AC段受均布载荷q作用,在梁的
力偶作用,力偶矩M=Pa。
A和B处的支座反力。
求支座A 、B
13.77KN BN F =,9.89KN Ax F =-(所
设方向与实际方向相反),
1.27KN Ay F =
如下图所示的组合梁由AC 和CD 在C 处铰接而成。
梁的A 端插入墙内,B 处为滚动支座。
已知:q =10KN/m ,M =20kN·m,λ=1m ,F =20KN 求:A 、B 处约束反力
45.77KN B F =,
32.89KN F = 2.32KN F =-无重水平梁的支撑和载荷如图,已知力F ,力偶矩 和强度为q 的均布荷载及梁的长度4a 。
求支座A 、B 处的约束反力。
2
1
3M Fa qa +-e M
0Ax F =,53KN Ay F =,37KN NB F =
在图示构架中,各杆单位长度的重量为30N/m ,载荷P =1000N ,A 处为固定端,B 、C 、D 处为铰链。
求固定端A 处及B 、C 铰链处的约束反力。
0Ax =,1510N Ay F =,6840N m A M =⋅ 2280N Bx =-,1785N By F =- 2280N Cx =,455N Cy F =
如图变截面杆,已知:2
AB BC A =A =500mm ,2
CD A =200mm ,5
E=210MPa ⨯, 求:①做轴力图
答案: 2
2
3
3
2864.7A M KN m =⋅,954.9B M KN m =⋅,716.2C M KN m =⋅,1193.6D M KN m =⋅求:①做扭矩图
)剪力图:
,P=20kN,b=80mm,h=120mm,
答案: AC 上作用有力偶矩M 和力处为刚性固定端约束,求A 处的约束反
2
A=500mm ,5
E=210MPa ⨯ C L
P Ax
F Ax
F Ay
F Ay
F D
F C
F
0.3mm
答案: 1 4.78KN m T =-⋅,29.56KN m T =-⋅,3 6.37KN m T =⋅ 扭矩图
1 1
2 2
3 3
矩形截面悬臂梁受力如图,作出该梁的剪力弯矩图,并求竖放时梁上的最大正应力。
答案: max 2
6max Z M Fl
W bh σ==
答案: M=16KN ·m ,P=20KN 。
求A 、,置于铅垂面内,载荷如下图所示。
其中M =20KN •m ,Ax
F Ax
F Ay
F Ay
B
F B
F Ax
F Ay
F B
F
=100 Mpa ,G=8×104
Mpa ,[]θ=2°/m
716.2KN m =⋅,1193.6D M KN =⋅
答案:
l M
2
2。
试求①轴力图;②杆件最大应cm
答案:
外伸梁AB 受力如图,已知力F 的力偶,求支座A 和B 处的约束反力。
Ax
F Ay F C F B
F Ax
F Ay
F
1
=6KN, P2=P3=4KN,
2
mm。
3
610
60 100MPa
⨯
==
40MPa (满足) []0.51/0.3/m m θ>=(不满足)答案: max 2
6max M Fl
W bh
σ==。