材料力学-第1章 绪论

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1、实验选课通知第四周: 常温单轴拉伸实验、压缩实验 HE107 第六周: 扭转实验、各向异性材料的单轴拉伸实验 HE104 第九周: 弹性常数E、的测定、梁的弯曲正应力测定 HE216 1、选课网址http:/ 2、选课时间 12月7日0：00时12月13日24：00时截至。 3、学生登陆帐号和密码均为自己的学号。 4、选课截止前一定要再次复查自己的选课结果，若发现“未满5人，请重选 ”的提示信息，说明该时段未满5人不开课，请务必重新选择其它时段。 5、实验指导书电子版网址http:/ 指导，实验指导页面的表格下载中有实验报告可供学生下载，请同学们在 实验前预习相关实验，实验课后要认真填写完整的

2、实验报告。 6、由于学生自身原因未选好实验课程，责任自负。材料力学Shanghai University材料力学第一课课堂学习要求课堂学习要求 1. 1. 严禁抄作业严禁抄作业2. 2. 按时上课，不可迟到按时上课，不可迟到3. 3. 手机保持关机或者静音手机保持关机或者静音4. 4. 上课期间严禁饮食、聊天上课期间严禁饮食、聊天 材料力学第一课考试、考核方法考试、考核方法 1. 1. 期末考试成绩期末考试成绩 7070 2. 2. 平时成绩平时成绩 3030 3. 3. 4. 4. 平时作业平时作业 2020 （严禁抄作业）（严禁抄作业） 5. 5. 实验实验 1010 6. 6. 7. 7

3、. 每周五上课之前交上一周作业，过时不收每周五上课之前交上一周作业，过时不收! ! 8. 8. 我的联系方式：Email: yicheng_Office: HE206材料力学第一课任何时候欢迎来办公室答疑材料力学第一章第一章 绪论绪论材料力学第1章 绪论本课程的目的： 具有将常用构件简化为力学计算简图的能力 掌握材料力学的基本假设、研究方法、基本理 论及其适用范围 能熟练对杆件进行强度、刚度和稳定性计算和 分析 掌握材料力学性能实验的基本方法材料力学第1章 绪论1. 概述 材料力学的任务 变形固体的性质及基本假定 理想化模型 材料力学的研究对象 杆件变形的基本形式2. 基本概念 外力与内力 应

4、力 应变 胡克定律 （Hookes law）材料力学第1章 绪论材料力学的任务材料力学第1章 绪论自然和工程实际中各种各样 的结构物和机械（如机床、 起重机、建筑物等）都是由 许多基本元件组成的（如梁 、柱、轴、板、齿轮等）这些基本元件称为结构的 构件或机器的零件材料力学的任务材料力学第1章 绪论结构物、机器安全正常工作 的前提是充分认识和了解其 材料的力学性能。因此，材 料力学是众多工程学科的基 础 整体结构安全的基础是各个 构件、零件应具有足够的承 受荷载（即外力）的能力 简称为承载能力材料力学的任务材料力学是研究和分析各种构件承载能力的学 科之一 在材料力学中，对构件承载能力（力学性能）

5、 的研究包含以下三个方面的内容：强度在载荷作用下构件不致于发生破坏（断 裂、屈服），即构件抵抗破坏的能力 刚度构件的变形不能超过工程上允许的范围 ，即构件抵抗变形的能力 稳定性构件的原有平衡应保持为稳定平衡， 即构件保持原有平衡状态的能力材料力学第1章 绪论材料力学的任务强度强度 构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形录音磁带录音磁带桥梁的钢索、桥梁的钢索、 桥面、立柱等桥面、立柱等材料力学第1章 绪论材料力学的任务强度强度 构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形地震中桩的破坏（断裂地震中桩的破坏（断裂

6、 ）水水 库库 大大 坝坝材料力学第1章 绪论材料力学的任务强度强度 构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形结构的破坏（屈服）结构的破坏（屈服）材料力学第1章 绪论材料力学的任务强度强度 构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形构件受力后不发生破坏或不产生不可恢复的变形风载下桥的破坏风载下桥的破坏Tacoma Damage (1940, USA)Tacoma Damage (1940, USA) 桥梁的风致振动桥梁的风致振动材料力学第1章 绪论材料力学的任务刚度 构件的变形不能超过工程上允许的范围机械加工用的钻床的立柱，如果 强度不够，就会折断(

7、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），从而影响钻孔的精度， 甚至产生振动，影响钻床的在役寿命 。 材料力学第1章 绪论材料力学的任务刚度 构件的变形不能超过工程上允许的范围桥面的刚度桥面的刚度材料力学第1章 绪论材料力学的任务刚度 构件的变形不能超过工程上允许的范围轴的刚度轴的刚度材料力学第1章 绪论材料力学的任务稳定性构件的原有平衡应保持为稳定平衡受压杆件的稳定性受压杆件的稳定性材料力学第1章 绪论材料力学的任务稳定性构件的原有平衡应保持为稳定平衡塔吊中的稳定性塔吊中的稳定性材料力学第1章 绪论材

8、料力学的任务稳定性构件的原有平衡应保持为稳定平衡高速行驶的火高速行驶的火 车的稳定性车的稳定性材料力学第1章 绪论材料力学的任务稳定性构件的原有平衡应保持为稳定平衡强强度、刚度、度、刚度、稳定性问题稳定性问题材料力学第1章 绪论材料力学的任务材料力学的任务： 在保证构件安全可靠的前提下， 为构件选择适当的材料 确定合理的尺寸、形状 提供必要的理论基础和计算方法由于构件的强度、刚度和稳定性问题的分析都涉由于构件的强度、刚度和稳定性问题的分析都涉 及到材料的变形特征。因此，材料力学中的构件都是及到材料的变形特征。因此，材料力学中的构件都是 变形体变形体，这是，这是材料力学材料力学和和理论力学理论力

9、学的本质区别的本质区别材料力学第1章 绪论材料力学的任务Paper produces Paper produces large deformationlarge deformationPaper after foldedPaper after foldedA Appropriateppropriate dimensions dimensions and configurationand configuration材料力学第1章 绪论材料力学的任务设计原则 一般情况下，对于某一具体构件，强度、刚 度和稳定性这三个方面，只有一个方面是主 要的，从而，只需解决这个主要方面的矛盾 对于某些特殊结构，可

10、能这三个方面都必须 详细研究、设计，以保证结构的正常工作材料力学第1章 绪论材料力学的任务材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史材料力学的发展简史 “科学的发生和发展，一开始就由生产决定 的”恩格斯 “力学是现代工业的基础”马克思 在材料力学建立和发展的历史中，始终伴 随着理论分析、实验研究和工程实践的紧 密结合材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 在古代建筑中，没有严格的科学理论。只是 在长期生产实践中，对构件承力的性质积累 了一些定性或较粗浅的定量认识 例如，从圆木中截取矩形截面的木梁时，当 高宽比为32时最为经济（材料力学的结论为 1.414:1）

11、 秦代建造的都江堰，充分利用了岩石的热胀 冷缩、卵石的抗压性和楠竹的良好抗拉性 古人的感性认识都江堰水利工程 北京天坛祈年殿材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 随着工业的发展，在船舶、大型建筑工程等的 建造中所碰到的问题日益复杂，单凭经验已无 法解决 在对构件强度和刚度长期定量研究的基础上， 逐渐形成了材料力学学科 意大利科学家伽利略（Galileo，15641642 ）为解决建造船舶和水闸所需的梁的尺寸问题 ，于1638年首次提出梁的强度计算公式，出版 了世界上第一本材料力学教本两门新的科学 材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史两门新的科学（163

12、8） 材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史受力分析受力分析（有误）材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 英国科学家胡克(Robert Hooke，1635 1703)在1678年发表了根据弹簧实验观察所得 的 “力与变形成正比”这一重要物理定律（ 即胡克定律），奠定了材料力学的科学基础 从18世纪起，材料力学开始沿着科学理论的方 向发展材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史Hooke胡克胡克“弹簧实验弹簧实验”装置装置 材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 此后瑞士的数学家、力学家欧拉（L. Euler, 17071783）、法国的科学家泊松（S.

13、D. Poisson,17811840）、法国的力学家圣维 南（Saint-Venant,17971886）、法国的力 学家工程师纳维埃（Navier 17851838）等 都对弯曲理论、扭转理论、稳定理论以及材料 实验作出卓越的贡献，丰富、发展和完善了材 料力学这门学科 材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史EulerEuler力学家欧拉（力学家欧拉（L. Euler, 1707L. Euler, 1707 17831783）对弹性线的研究）对弹性线的研究材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 近代工业、高速车辆、飞机、大型机械以及铁 路桥梁等的出现，使减轻构件的自重成为亟待 解决的问题 随

14、着冶金工业的发展，新的高强度金属（如钢 和铝合金等）逐渐成为主要的工程材料，从而 使薄型和细长型构件大量被采用 这类构件的失稳破坏屡有发生，引起工程界的 重视，从而成为构件刚度和稳定性理论发展的 推动力材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史 由于超高强度材料和焊接结构的广泛应用，循 环载荷下的低应力脆断和疲劳事故又成为新的 研究课题，促使这方面研究迅速发展 这些问题的研究使得力学的分工越来越细，出 现了更多的以材料力学、结构力学、弹性力学 和塑性力学为基础的固体力学分支材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史TIMOSHENKOTIMOSHENKO铁摩辛柯教授的专著铁摩辛柯教授的专著 材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史von Karmanvon Karman钱学森教授钱学森教授材料力学第1章 绪论材料力学的发展简史地质力学家李四光教授地质力学家李四光教授 钱伟长教授钱伟长教授 随着生产的发展和科学的进步，材料力学的研 究内容不断深化、研究范围不断扩大 目前，材料力学的主要研究领域为 薄壁结构的应用及其力学性能 预应力结构的应用 新型材料的力学性质及其应用（ 如聚合物、