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1、,第 1 章 绪 论,材料力学,绪 论,第1章 绪 论,材料力学:研究物体受力后的内在表现, 即,变形规律和破坏特征。,一、材料力学的任务,二、变形固体的基本假设,三、外力及其分类,四、内力、截面法和应力的概念,绪 论,五、变形与应变,六、杆件的基本形式,21-2,1-1 材料力学的任务,一、研究对象:构件,绪 论,21-3,块,绪 论,材料力学以“梁、杆”为主要研究对象,工程中多为梁、杆结构,绪 论,21-5,绪 论,二、材料力学的任务:提高杆件的承载能力。,承载能力,强度:,刚度:,稳定性:,外载作用下,杆件抵抗破坏的能力;,外载作用下,杆件抵抗变形的能力;,外载作用下,杆件保持其原有平衡
2、状态的能力;,21-6,绪 论,1、强度:抗破坏能力;,21-8,绪 论,21-9,2、刚度:构件的抗变形能力。,绪 论,21-10,绪 论,21-11,构件保持原有平衡状态的能力,3 稳定性,绪 论,21-12,材料力学的根本任务,在满足强度、刚度、稳定性的要求下,以最经济的代价,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。,绪 论,即:最大限度的满足安全与经济的矛盾。,21-7,1-2 变形固体的基本假设,一、连续性假设:物质密实地充满物体所在空间,毫无空隙。 (可用微积分数学工具),二、均匀性假设:物体内,各处的力学性质完全相同。,三、各向同性假设:组成物
3、体的材料沿各方向的力学性质完全 相同。,四、小变形假设:材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形 与原始尺寸相比甚小,故对构件进行受力分析时可忽略其 变形。,绪 论,21-13,1-3 外力及其分类,一、外力:来自构件外部的力。,绪 论,1、按作用方式:表面力(分布于表面) 体积力(分布于物体内部各点);,2、按随时间变化的情况:静载荷和动载荷;,静载荷:载荷缓慢地由0增加到某一定值,以后 即保持不变,或变动很小;,动载荷:载荷随时间而变化。,二、外力分类:,21-14,绪 论,14 内力、截面法和应力的概念,一、内力 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成.,21-15,拉压
4、,*二、截面法,求内力的一般方法是截面法。,截面法的基本步骤:,代替:任取一部分,其弃去部分对留下部分的作用,用作用在截开面上相应的内力(力或力偶)代替。,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在截开面上的未知内力。, 截开:在所求内力的截面处,假想地将杆件一分为二。,例如: 截面法求A截面的内力FN。,21-16,1、应力的提出:,* 内力大小不能衡量构件强度的大小。,三、应力的概念,绪 论,强度:材料承受荷载的能力; 内力在截面分布集度。,两根杆件内力是否相同? 抗破坏能力(强度)是否相同?, 应力,21-17,相同 不同,平均应力:,某点应力:(C点),3、应力的表示:,2、应力的概念:单位横截面上的内力的分布集度;,绪 论,应力:截面上的一点所受的内力;,A范围内,单位面积上内力的平均集度,为平均应力;,21-18,应力分解为:,绪 论,4、应力单位:,21-19,为p在垂直于截面方向上的分量;,为p在截面方向上的分量;,绪 论,15 变形与应变,一、平均应变:单位长度的平均伸长或缩短;,二、线应变(应变):,三、切应变(角应变):,线应变 和切应变 是度量一点处变形程度的两个基本量。,21-20,组合受力(Combined Loading),1-6 杆件变形的基本形式,绪 论,21-21,绪 论,作业:1-2,本章结束,