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1、,我希望： 你能喜欢我的课；,我希望： 你能勇于回答我的问题；,我希望： 你能敢于向我提出问题；,我希望： 你能通过我的课程， 培养创新精神，增强能力。,我 的 希 望,本课程实行研究型教学,在学习中研究,在研究中学习,超越书本，最重要的是转变思维方式从定式思维逐步转变为开放式思维。,课堂讲授,课堂讨论,课外学习研究,课外个别学习指导与互动,研究问题训练,灵活的考试考核,授课方式：集中上课、自学 学时：64 学分：4 授课地点：六教6A316 授课时间：周一上午8：00-9：35 ， 周三下午15:20-16:55 考试方式： 平时成绩20分包括课外学习、实验、考勤、完成作业情况 考试成绩80
2、分 Max(期中, 期末）*80%+Min(期中, 期末）*20% 授课教师：冯雪，fengxue 逸夫技术科学楼3422房间 62781465（办），13811003568（手机） 助教: 张长兴，zcxzhiyouxiang， 13811489358 陈航，67637895, 13811489370（手机）,4,参考书目,【1】范钦珊主编. 材料力学（第2版）. 北京：高等教育出版社，2005 【2】范钦珊，殷雅俊主编著. 材料力学（第二版）. 北京：清华大学出版社，2008 【3】J.M.Gere,S.Timoshenko, Mehcanics of Materials, 4th edi
3、tion 【4】范钦珊. 材料力学学习指导与解题指南. 北京：清华大学出版社，2005,第1章 材料力学概述,基础篇之一,材料力学,下一章,返回 总目录,第1章 材料力学概述,本章介绍材料力学的基础知识、研究方法以及材料力学对于工程设计的重要意义。,材料力学与理论力学在分析方法上不完全相同。材料力学的分析方法是在实验基础上，对于问题做一些科学的假定，将复杂的问题加以简化，从而得到便于工程应用的理论成果与数学公式。,材料力学主要研究变形体受力后发生的变形；研究由于变形而产生的附加内力；研究由此而产生的失效以及控制失效的准则。在此基础上导出工程构件静力学设计的基本方法。, “材料力学”的研究内容,
4、 杆件的受力与变形形式, 工程构件静力学设计的主要内容, 关于材料的基本假定, 弹性体受力与变形特征, 结论与讨论, 材料力学的分析方法, 应力、应变及其相互关系,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,返回,返回总目录,第1章 材料力学概述,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,材料力学（Strength of materials 或 Mechanics of materials ）的研究内容分属于两个学科。,第一个学科是固体力学(solid mechanics)，即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析（stress analysis）。但是，材料力学所研
5、究的仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸（长度）远大于横向（横截面）尺寸，这类物体统称为杆或杆件（bars或rods）。大多数工程结构的构件或机器的零部件都可以简化为杆件。, “材料力学”的研究内容,以上两方面的结合使材料力学成为工程设计（engineering design）的重要组成部分，即设计出杆状构件或零部件的合理形状和尺寸，以保证它们具有足够的强度（strength）、刚度（stiffness）和稳定性（stability）。,第二个学科是材料科学（materials science）中的材料的力学行为（behaviours of materials），即研究材料在外力和温度
6、作用下所表现出的力学性能（mechanical properties）和失效（failure）行为。但是，材料力学所研究的仅限于材料的宏观力学行为，不涉及材料的微观机理。,第1章 材料力学概述,材料力学（Strength of materials 或 Mechanics of materials ）的研究内容分属于两个学科。,所谓强度是指构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形的能力；,所谓刚度是指构件受力后不发生超过工程允许的弹性变形的能力；,所谓稳定性是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不发生突然转变的能力（例如细长直杆在轴向压力作用下，当压力超过一定数值时，在外界扰动下，直杆会突然
7、从直线平衡形式转变为弯曲的平衡形式）。,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,强度是指构件或零部件具有的一种能力：在确定的外力作用下，不发生破裂或过量塑性变形的能力。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,刚度是指构件受力后不能发生超过工程允许的弹性变形的能力。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,机械加工用的钻床的立柱，如果强度不够，就会折断(断裂)或折弯(塑性变形)；如果刚度不够，钻床立柱即使不发生断裂或者折弯，也会产生过大弹性变形（图中虚线所示为夸大的弹性变形）
8、，从而影响钻孔的精度，甚至产生振动，影响钻床的在役寿命。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,稳定性是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不发生突然转变的能力。,第1章 材料力学概述,稳定失效的例子多见于承受轴向压力的工程构件。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,稳定失效的例子多见于承受轴向压力的工程构件。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,材料力学与工程设计密切相关。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,This is
9、 the challenge Some of the most exciting breakthroughs in science and engineering begin with breaking down the barriers between scientists and engineers.,楼 高 420.5m 共 88 层,金 茂 大 厦, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,金茂大厦中庭,荣获2001年“ 美国建筑师学会 室内建筑奖 ”, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,金茂大厦中庭, “材料力学”的研
10、究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,桥面结构, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,桥面结构, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,1940年11月，华盛顿州的Tacoma Narrows 桥，由于桥面刚度太差，在42 英里/小时（相当于20 m/s）风速的作用下，产生“Galloping Ger
11、tie”(驰振）。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,1940年11月，华盛顿州的Tacoma Narrows 桥，由于桥面刚度太差，在42 英里/小时风速的作用下，产生“Galloping Gertie”(驰振）。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, 40人死亡； 14人受伤； 直接经济损失631万元。,1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成：, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,垮塌前的彩虹桥, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,垮塌后的彩虹桥, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,简单力学问题 大部队过桥时不
12、能齐步走,高等力学问题 冲击载荷的概念： 人跑步时脚上的力量有多大？ 损伤累积和结构寿命 与跑步的次数有关, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,高等力学问题 损伤累积和结构寿命 与跑步的次数有关, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,民 用 航 空 飞 机, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,疲 劳 引 起 的 破 坏, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,我国
13、的 长征火箭家族, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,Space Shuttle Discovery, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,和平号空间站, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,太阳能电池帆板, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,高压输电线路保持相间距离的受压构件, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,工程构件稳定性实验, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的
14、研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,风力发电系统涉及动力学、材料力学和流体力学。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,风力发电系统涉及动力学、材料力学和流体力学。, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,由于所受压应力太大造成局部丧失稳定性局部屈曲
15、（Local Buckling）,根据这一分析，找到解决问题的办法，形成一个有意义的成果，申请了一项发明专利一种带仓肋的兆瓦级风力机叶片。,脚手架中的力学, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述,所谓强度是指构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形的能力；,所谓刚度是指构件受力后不发生超过工程允许的弹性变形的能力；,所谓稳定性是指构件在压缩载荷的作用下，保持平衡形式不发生突然转变的能力（例如细长直杆在轴向压力作用下，当压力超过一定数值时，在外界扰动下，直杆会突然从直线平衡形式转变为弯曲的平衡形式）。,第1章 材料力学概述, “材料力学”的研究内容,第1章 材料力学概述, 内力与内力分量,第1章 材料力学概述, 内力与内力分量,内力弹性体受力变形后内部各部分之间的相互作用力,第1章 材料力学概述, 内力与内力分量,杆件横截面上的分布内力简化的结果得到一个合力和一个合力偶：,FR内力主矢。,M内力主矩。,第1章 材料力学概述, 内力与内力分量,第1章 材料力学概述, 内力与内力分量, 杆件的受力与变形形式,返回,返回总目录,第1章 材料力学概述,拉伸或压缩（tension or compression）, 杆件变形的基本形式,当杆件两端承受沿轴线方向的拉力或压力载荷时，杆件将产生轴向伸长或压缩变形。,第1章 材料力学概述,拉伸或压缩（tension or co
