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1、第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论一、课时安排课堂教学： 46实 验： 10总计：56 课时第一章 材料力学绪论二、基本要求1.课堂要求：（1）讲课过程中请保持安静 （2）手机静音 3.考试： 30期中 20平时 50闭卷考试期末总成绩2.课后要求：独立完成作业第一章 材料力学绪论 材料力学的任务材料力学的任务 变形固体的基本假设变形固体的基本假设 外力及其分类外力及其分类 内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念 位移、位移、变形与应变变形与应变 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式第一章第一章 绪绪 论论第一章 材料力学绪论1.1 1.1 材料力学的任务材料力学的任务一、材料
2、力学力与其它课程的关系研究物体在力作用下的变形效应（内效应）变形：载荷的作用下杆件形状、尺寸的变化二维、三维块体、板壳研究物体在力作用下的运动效应 （外效应）对象:刚体；外力分析计算；物体运动规律研究理论力学理论力学:材料力学材料力学:弹性力学：弹性力学：第一章 材料力学绪论二、材料力学的任务二、材料力学的任务 构件(零件):结构或机械的单个组成部分 结构正常工作结构正常工作: :要求构件在外力作用下必须安全强度条件：强度条件：外力作用下不破坏刚度条件：刚度条件：外力作用下变形不超过一定范围稳定性条件稳定性条件：外力作用下保持其原有（直线）平衡形态 -材料力学的主要内容第一章 材料力学绪论 在
3、满足强度、刚度、稳定性的要求下为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。材料力学任务：第一章 材料力学绪论1.2 变形固体的基本假设1. 连续性假设认为组成固体物质不留空隙地充满固体的体积(1）可将所有力学量表示成位置坐标的连续函数(2）可进行坐标增量的无限小极限分析。变形固体： 构件是由固体材料制成的，固体在外力作用下要变形，故称为变形固体第一章 材料力学绪论2. 均匀性假设认为在固体内到处都有相同的力学性质（1）可从固体中的任一部分取一微元体分析；（2）由实验室小试件测得的材料性质，推广至整个构件上。3. 各向同性假设认为沿任何方向固体的力学性质相同极大部分金属材料，都可视为
4、各向同性材料。各向异性材料：木材、纤维织品等。第一章 材料力学绪论1.3 1.3 外力及其分类外力及其分类体积力：体积力：连续分布在物体内部各点上连续分布在物体内部各点上( (如重力、惯性如重力、惯性力力) )面积力：面积力：连续分布在物体一个面上的力连续分布在物体一个面上的力集中力：集中力：力的作用面积很小力的作用面积很小外力：来自构件外部的力（自重、约束力、已知力）按作用方式分类：按作用方式分类：静载荷：由零开始缓慢增加至某一定值后不随时间变(不使物体产生加速度）动载荷：随时间变化的力（交变载荷、冲击载荷）按作用时间分类：按作用时间分类：第一章 材料力学绪论一、内力 由于外力引起的，构件各
5、部分之间相互作用力的改变量 随外力的变化而变化1-4 1-4 内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念第一章 材料力学绪论二、截面法求解内力1.用一平面假想把构件分成两部分暴露内力“一截”2.在截面上用内力代替另一部分对其作用力“二代替”3.用取出部分的平衡条件求出截面上的内力“三平衡”第一章 材料力学绪论二、截面法求解内力求：截面上内力系的简化结果内力是分布于截面上的一个复杂分布力系第一章 材料力学绪论内力分量：内力分量：轴力剪力扭矩弯矩xyzxyz求：截面上内力系的简化结果第一章 材料力学绪论三、应力 在截面上取一微小面积A ，其作用力的合力为F ，则内力在微面积上平均分布强度（集
6、度）为方向与方向与F 相同相同一点的内力集度：pp 称为 C 点的应力，应力为矢量正应力切应力或剪应力第一章 材料力学绪论应力的单位： “帕斯卡”或简称“帕”工程常用单位：MPa （兆帕）第一章 材料力学绪论1.5 位移、变形与应变一、位移 M点的位移 N点的位移物体变形引起的位移 材力研究的位移物体的刚体移动引起的位移第一章 材料力学绪论:变形前、后线段 MN 长度的变化二、变形与应变（1）线段长度的改变： 线段 MN 的平均线应变 M M点在 MN MN 方向的线应变简称应变第一章 材料力学绪论（2）线段方向的改变变形前：Mx与 My正交；变形后： 不再正交； 变形前、后正交线段夹角改变：
7、称为M点在平面 Mxy 内的切应变或剪应变第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论度量构件内度量构件内一点变形程度的两个基本量，一点变形程度的两个基本量，第一章 材料力学绪论三、小变形假设 无论是变形或是由变形引起的位移，其大小远小于构件的尺寸。 小变形条件下，作用于构件上的力其大小、方向及作用点位置，在构件变形前后的变化略去不计。即可用变形前的构件形状与尺寸分析。-原始尺寸原理原始尺寸原理P第一章 材料力学绪论1.6 1.6 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向纵向（长的一个方向），横向（短的两个方向）横截面：垂直于长度
8、方向的截面横截面：垂直于长度方向的截面一、材料力学研究的构件轴 线：所有横截面形心的连线,横截面和轴线是相互垂直的第一章 材料力学绪论1.6 1.6 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向杆：一个方向的尺寸远大于其它两个方向一、材料力学研究的构件直 杆：轴线为直线等直杆：轴线为直线，横截面大小形状不变曲 杆：轴线为曲线第一章 材料力学绪论（1 1）拉伸与压缩：杆受一对大小相等，方向相反的纵）拉伸与压缩：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力力的作用线与杆轴线重合向力力的作用线与杆轴线重合二、杆件的四种基本变形第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论第一章 材料力学
9、绪论(2)(2)剪切：杆受一对大小相等，方向相反的横向力，剪切：杆受一对大小相等，方向相反的横向力，力的作用线靠得很近力的作用线靠得很近第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论(3)(3)扭转：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力扭转：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于杆轴线偶作用面垂直于杆轴线MM第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论(4)(4)弯曲：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，弯曲：杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面是包含轴线的力偶作用面是包含轴线的 纵向面纵向面MM第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论第一章 材料力学绪论 大学之道，在明明德，在亲民，
10、在止于至大学之道，在明明德，在亲民，在止于至善。知止而后有定，定而后能静，静而后能安，善。知止而后有定，定而后能静，静而后能安，安而后能虑，虑而后能得。物有本末，事有终安而后能虑，虑而后能得。物有本末，事有终始，知所先后，则近道矣。始，知所先后，则近道矣。 古之欲明明德于天下者，先治其国；欲治古之欲明明德于天下者，先治其国；欲治其国，先齐其家；欲齐其家者，先修其身；欲其国，先齐其家；欲齐其家者，先修其身；欲修其身者，先正其心；欲正其心者，先诚其意；修其身者，先正其心；欲正其心者，先诚其意；欲诚其意者，先致其知。致知在格物，物格而欲诚其意者，先致其知。致知在格物，物格而后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正后知至，知至而后意诚，意诚而后心正，心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治而后天下平。自天子以至于庶人，壹是皆以治而后天下平。自天子以至于庶人，壹是皆以修身为本。其本乱而末治者，否矣。其所厚者修身为本。其本乱而末治者，否矣。其所厚者薄，而其所薄者厚，未之有也。薄，而其所薄者厚，未之有也。
