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1、 Preface Preface 2020世纪以前世纪以前 在力学知识的积累 在力学知识的积累 应用和完善的基础上应用和完善的基础上 逐渐形成和发逐渐形成和发 展起来的蒸汽机 内燃机 铁路 桥展起来的蒸汽机 内燃机 铁路 桥 梁 舰船 兵器等大型工业推动了近梁 舰船 兵器等大型工业推动了近 代科学技术和社会的进步代科学技术和社会的进步 引 言 Preface Preface 1717 世世 纪纪 前前 后后 Preface Preface Preface Preface 1919 世世 纪纪 初初 Preface Preface 我国祖先的功绩我国祖先的功绩 世界上最古老的拱桥世界上最古老的拱
2、桥 跨度跨度37 0237 02米 米 全长全长50 8350 83米米 Preface Preface 塔高塔高65 8665 86米 距米 距 今已有近前年历史今已有近前年历史 虽然历经近前年 虽然历经近前年 的风雨侵蚀和多次的风雨侵蚀和多次 地震 炮击的重创地震 炮击的重创 至今仍巍然耸 至今仍巍然耸 用现代力学的观用现代力学的观 点看 构件的受力点看 构件的受力 特性都较好 特性都较好 山西应县佛宫寺山西应县佛宫寺 应 县 木 塔 建于1056年 Preface Preface Preface Preface 2020世纪产生的 诸多高新技术世纪产生的 诸多高新技术 如高层建筑 大跨度
3、悬索桥 海 如高层建筑 大跨度悬索桥 海 洋平台 精密仪器 机器人 高速洋平台 精密仪器 机器人 高速 列车以及大型水利工程等许多重要列车以及大型水利工程等许多重要 工程更是在力学指导下得以实现 工程更是在力学指导下得以实现 并不断发展完善的 并不断发展完善的 Preface Preface Preface Preface Preface Preface Preface Preface 桥 梁 美国金门大桥美国金门大桥 悬索桥 悬索桥 12801280米 米 Preface Preface 大型水利工程设施大型水利工程设施 Preface Preface 第一章第一章 绪绪 论论 1 1 1
4、1 材料力学的任务及研究对象材料力学的任务及研究对象 1 2 1 2 变形固体的基本假设变形固体的基本假设 1 3 1 3 力 应力 应变和位移的基本力 应力 应变和位移的基本概念概念 1 4 1 4 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式 Preface Preface 1 1 1 1 材料力学的任务及研究对象材料力学的任务及研究对象 一 任务一 任务 材料力学是研究构件承载能力的一门学科 材料力学是研究构件承载能力的一门学科 承载能力承载能力 carrying carrying capacity capacity 强度强度 strength strength 刚度刚度 stiffness s
5、tiffness 稳定性稳定性 stability stability Preface Preface 1 1 强度强度 strengthstrength 构件抵抗破坏的能力构件抵抗破坏的能力 Preface Preface 2 2 刚度刚度 构件抵抗变形的能力构件抵抗变形的能力 stiffness stiffness Preface Preface 3 稳定性稳定性 stability stability 构件保持原有平衡状态的能力构件保持原有平衡状态的能力 材料力学的任务材料力学的任务 在满足强度 刚度 稳定性的要求下 以最经济的代价 在满足强度 刚度 稳定性的要求下 以最经济的代价 为构
6、件确定合理的形状和尺寸 选择适宜的材料 而提供必要为构件确定合理的形状和尺寸 选择适宜的材料 而提供必要 的理论基础和计算方法 的理论基础和计算方法 Preface Preface 二 研究对象二 研究对象 1 1 构件构件 2 2 构件的分类构件的分类 板板 plate plate 壳壳 shell shell 块体块体 body body bar Preface Preface 材料力学以材料力学以 梁 杆梁 杆 为主要研究对象为主要研究对象 Preface Preface 工程中多为梁 杆结构工程中多为梁 杆结构 Preface Preface 1 2 1 2 变形固体的基本假设变形固体
7、的基本假设 一 连续性假设一 连续性假设 物质密实地充满物体所在空间 毫无空隙 物质密实地充满物体所在空间 毫无空隙 二 均匀性假设二 均匀性假设 物体内 各处的力学性质完全相同 物体内 各处的力学性质完全相同 三 各向同性假设三 各向同性假设 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 二 均匀性假设二 均匀性假设 物体内 各处的力学性质完全相同 物体内 各处的力学性质完全相同 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同 Pref
8、ace Preface 一 外力一 外力 1 1 按作用方式分按作用方式分 体积力体积力 表面力表面力 集中力集中力 分布力分布力 2 2 按随时间变化分按随时间变化分 静载荷静载荷 动载荷动载荷 交变载荷交变载荷 冲击载荷冲击载荷 1 3 1 3 力 应力 应变和位移的基本概念力 应力 应变和位移的基本概念 Preface Preface 当分布力作用面积很小当分布力作用面积很小 时 为了分析计算方便起见时 为了分析计算方便起见 可以将分布力简化为作用 可以将分布力简化为作用 于一点的合力 称为于一点的合力 称为集中力集中力 concentrated forceconcentrated fo
9、rce 例如 静止的汽车通过例如 静止的汽车通过 轮胎作用在桥面上的力 当轮胎作用在桥面上的力 当 轮胎与桥面接触面积较小时轮胎与桥面接触面积较小时 即可视为集中力 即可视为集中力 而桥面而桥面 施加在桥梁上的力则为分布施加在桥梁上的力则为分布 力 力 F F1 1 F F2 2 q Preface Preface 1 1 定义 定义 指由外力作用所引起的 物体内相邻部分之间指由外力作用所引起的 物体内相邻部分之间 相互作用力相互作用力 附加内力 附加内力 二 内力二 内力 internal force internal force Preface Preface m m 2 2 内力的求法内
10、力的求法 截面法截面法 步骤步骤 截开截开 在所求内力的截面处 假想在所求内力的截面处 假想 地用截面将杆件一分为二地用截面将杆件一分为二 Preface Preface m m m m m m 代替代替 任取一部分 其弃去部分对留下部分的作用 用作用在截任取一部分 其弃去部分对留下部分的作用 用作用在截 面上相应的内力 力或力偶 代替面上相应的内力 力或力偶 代替 Preface Preface 平衡平衡 对留下的部分建立平衡方程 根据其上的已知外力来计算杆对留下的部分建立平衡方程 根据其上的已知外力来计算杆 在截开面上的未知内力 此时截开面上的内力对所留部分而言是在截开面上的未知内力 此时
11、截开面上的内力对所留部分而言是 外力 外力 m m m m m m Preface Preface 三 应力三 应力 Stress Stress 1 1 定义定义 Definition Definition 由外力引起的内力的集度由外力引起的内力的集度 F F A M 2 2 应力应力 Stress Stress 平均应力平均应力 全应力 总应力 全应力 总应力 Preface Preface 全应力分解为全应力分解为 p M 垂直于截面的应力称为垂直于截面的应力称为 正应力正应力 位于截面内的应力称为位于截面内的应力称为 切切应力应力 Preface Preface 四四 变形和位移 变形和
12、位移 1 1 变形变形 deformationdeformation 在外力作用下物体形状和尺寸发生改变在外力作用下物体形状和尺寸发生改变 2 2 位移位移 displacementdisplacement 变形前后物体内一点位置的变化变形前后物体内一点位置的变化 3 3 应变应变 strain strain 度量构件一点处的变形程度度量构件一点处的变形程度 平均线应变平均线应变 Preface Preface 角角应变应变 shearing strain shearing strain 线应变线应变 normal strain normal strain C O D C D Preface
13、Preface a a 轴向拉伸轴向拉伸 b b 轴向压缩轴向压缩 1 1 轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩 1 4 1 4 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式 FFFF Preface Preface 2 2 剪切剪切 shear shear 3 3 扭转扭转 torsion torsion 4 4 弯曲弯曲 bending bending Me Me M M F F 铆钉铆钉 F F 铆钉铆钉 F F Preface Preface 材料力学是一门很重要的技术基础课 它与机械 土建 航材料力学是一门很重要的技术基础课 它与机械 土建 航 空 交通水利等工程密切相关 他在基础课和专业课之间起着空 交通水利等工程密切相关 他在基础课和专业课之间起着桥桥 梁梁作用作用 Preface Preface 数学物理学理论力学其他 入门 材料力学 土木工程材料 土木工程结构 结构力学 弹性力学 机械零件 机械原理 其他 Preface Preface 3 期末总评 平时成绩 30 期中考试成绩 30 期 考试成绩 40 课程安排 共48学时 其中讲授40学时 实验8学时 要求 2 作业必须按时完成 绘图准确 字迹工整 1 上课认真听讲 及时消化 决定平时成绩 的三个因素 作业 考勤 实验
