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1、材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 1- -1 材料力学的任务材料力学的任务1- -2 材料力学与生产实践的关系材料力学与生产实践的关系1- -3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设1- -4 杆件的几何特性杆件的几何特性1- -5 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式1材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案1- -1 材料力学的任务材料力学的任务结构物和机械由构件组成。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 2材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 结构物
2、实例3材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案对构件在荷载作用下正常工作的要求对构件在荷载作用下正常工作的要求 . 具有足够的强度荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生过大的永久变形(塑性变形)第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 FFaFF钢 筋b4材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而产生断裂第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 5材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案荷载未作用时塑形变形示例第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 荷载作用下F荷载去除后6材材 料料 力力 学学 电电 子子 教
3、教 案案塑形变形示例第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念7材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 . 具有足够的刚度荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。荷载未作用时荷载去除后第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 荷载作用下F8材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 弹性变形示例9材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 . 满足稳定性要求对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。偏心受压直杆第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 10材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案理想中心压杆第一章
4、第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 11材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 理想中心压杆12材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 在满足上述强度、刚度和稳定性要求的同时，须尽可能合理选用材料和降低材料消耗量，以节约投资。材料力学包含的两个方面理论分析实验研究测定材料的力学性能；解决某些不能全靠理论分析的问题第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 13材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案1- -2 材料力学与生产实践的关系材料力学与生产实践的关系赵州桥(石拱桥)595-605年建，充分利用石料的压缩强度安澜竹索桥(宋
5、代建)(1964年改为钢缆承托的索桥)充分利用竹材的拉伸强度第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 14材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案通过实验建立理论的初期通过实验建立理论的初期伽利略(G.Galileo)1638年提出计算梁强度的公式(但结论不正确)胡克(R.Hooke)1678年发表根据实验得出的物理定律胡克定律第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 15材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 材料力学是随生产的发展而建立的关于强度、刚度和稳定性计算的理论。生产实践科学实验材料力学第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 16材材 料料 力力 学学 电电
6、子子 教教 案案1- -3 可变形固体的性质及其基本假设可变形固体的性质及其基本假设 材料在荷载作用下都会产生变形尺寸改变和形状改变可变形固体可变形固体。对可变形固体的基本假设：. 连续性假设无空隙、密实连续。(1) 从受力构件内任意取出的体积单元内均不含空隙； (2) 变形必须满足几何相容条件，变形后的固体内既无“空隙”，亦不产生“挤入”现象。据此：第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 17材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 . 均匀性假设各点处材料的力学性能相同。对常用工程材料，尚有各向同性假设。 . 小变形假设构件在承受荷载作用时，其变形与构件的原始尺寸相比甚小，甚至可
7、以略去不计。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 18材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案1- -4 杆件的几何特性杆件的几何特性直杆 曲杆主要几何因素：横截面、轴线等截面杆和变截面杆第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 19材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案1- -5 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式. 轴向拉伸或轴向压缩第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 20材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案. 剪切第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 21材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案剪切变形22材材 料料 力力 学学 电电
8、 子子 教教 案案. 扭转第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 23材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 扭转变形24材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案. 弯曲 F1=F2时(从而亦有FA=FB)车轴的AB部分不受剪切纯弯曲。 而车轴的外伸部分既受弯又受剪横力弯曲第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 25材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 弯曲变形26材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 工程中常用构件在荷载作用下，大多为几种基本变形形式的组合组合变形。烟
9、囱(压缩+横力弯曲)齿轮传动轴(扭转+水平面内横力弯曲+竖直面内横力弯曲)厂房吊车立柱(压缩+纯弯曲)第一章第一章 完完第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 27材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案赵州桥 世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧拱石桥。位于中国河北省赵县，跨洨水。原名安济桥，俗称大石桥。隋开皇十五年至大业元年(595605年)由匠人李春修建。净跨 37.02 m，矢高7.23 m，桥面宽9 m。拱由28券(窄拱)并列组成。大拱券上两端各建有两个小拱(净跨分别为2.85 m和3.81 m)，以减轻桥身自重和增大泄洪面积。由于桥位良好、基底应力适宜，千余年来虽经多
10、次洪水和地震，桥身基本完好。该桥构思精巧，造型稳重，是世界桥梁史上的杰作。1961年定为中国全国重点文物保护单位。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 28材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案安澜索桥 安澜索桥是国家重点文物保护单位，相传始建于李冰建都江堰的战国末期，宋代时重建。历史上这座桥曾毁坏过几次，当时的政府均马上加以重修。这座桥原为一座竹索桥，现已改建成钢索桥，只是表面进行了仿竹木处理。全桥有九墩八孔，长340 m,宽1.4 m ，高13 m。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 29材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案胡克（Hooke Robert,1
11、6351703年) 胡克1635年出生于英格兰怀特岛清水村,1653年到牛津大学作工读生。 1655年成为玻意耳的助手，由于他的实验才能，1662年被任命为皇家学会的实验主持人，1663年获硕士学位，同年被选为皇家学会正式会员，又兼任了学会陈列室管理员和图书管理员。1665年任格雷姆学院几何学教授，16671683年任学会秘书并负责出版会刊。1703年在伦敦逝世。 17世纪英国优秀的物理学家和天文学家。他的成就是多方面的。在光学和引力研究方面仅次于牛顿，而作为科学仪器的发明者和设计者，在当时是无与伦比的。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 30材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教
12、案案 1665年，胡克提出了光的波动学说，将光振动的传播同水波的传播相比较。1672年，他进一步指出，光振动可以垂直于光传播的方向，他还研究了云母片的颜色，确认光现象随着云母片厚度的变化而变化。 胡克根据弹簧实验的结果，于1678年得出了胡克定律，即在比例极限内，弹性物体的应力与应变成正比。 1674年，胡克根据修正的惯性原理，以及离开太阳的离心力同向着太阳的吸引力之间的平衡，提出了行星运动的理论。 胡克的主要著作有显微检测法、哲学实验与观察等。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 31材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案伽利略（Galileo Galilei,15641642
13、年) 意大利物理学家、天文学家。生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。1581年入比萨大学学医。主张研究自然界必须进行系统的观察和实验，是近代实验科学与机械唯物主义的奠基者之一。通过实验，推翻了向来奉为权威的亚里士多德关于“物体下落的速度和重量成比例”的学说。还发现物体的惯性定律、摆振动的等时性、抛体运行定律，并确定了伽利略相对性原理，因而被认为是经典力学和实验物理的先驱。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 32材材 料料 力力 学学 电电 子子 教教 案案 1632年发表关于两种世界体系对话，反对托勒密的地心体系，次年遭到罗马教廷异端裁判所判罪判刑。此后他完成了两种新科学的对话。他主张：自然之书以数学特征写成。第一章第一章 绪论及基本概念绪论及基本概念 33
