4材料力学基本假设.pdf

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1、第四章第四章材料力学概述材料力学概述主讲：：白白杨（杨（土建土建学院）第四章第四章材料力学概述材料力学概述目录外力外力及其分类及其分类内力内力截面法截面法（重点）构件的承载能力拉压内力（第5章讲）变形固体的基本假设弯曲内力（第7章讲）杆件变形的基本形式第四章第四章材料力学概述材料力学概述4.1外力及其分类外力：来自构件外部的力（（包括包括约束反力）约束反力）一、按外力作用方式分类(()1)体积力：连续分布于构件内部各点的力。（重力）(2)表面力：作用于构件表面的力。分布力：连续分布于物体表面上的力。（水坝受到的水压力）集中力：外力作

2、用面积远小于物体表面的尺寸的力。（车轮对钢轨的压力）4.1外力及其分类二、按外力与时间的关系分类(1)静载：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著。(2)动载：随时间显著变化或使构件产生明显加速度的载荷。如交变载荷和冲击载荷交变载荷冲击载荷第四章第四章材料力学概述材料力学概述目录外力外力及其分类及其分类内力内力截面法截面法（重点）构件的承载能力拉压内力（第5章讲）变形固体的基本假设弯曲内力（第7章讲）杆件变形的基本形式第四章第四章材料力学概述材料力学概述4.2构件的承载能力一、基本术语1.构件：组成构筑物的杆件或机

3、械的零件。理论力学——研究刚体，研究力与运动的关系。材料力学——研究变形变形固固体体，研究力与变形的关系。2.变形：在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。(宏观上就是物体形状和尺寸的变化）｛弹性变形——随外力解除而消失｛塑性变形——外力解除后不会消失3.失效：由于各种原因使构件丧失正常工作能力的现象。4.2构件的承载能力二、构件的承载能力强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力的三个方面，其中任意一项不足都会导致构件失效。强度失效：构件在外力作用下发生不可恢复的塑性变形或断裂。强度——构件应有足够的抵抗破坏的能力。塑性变形断裂塑性变形

4、+断裂4.2构件的承载能力刚度失效：构件在外力作用下产生过量的弹性变形。刚度——构件应有足够的抵抗弹性变形的能力。•车床的主轴刚度不足时，会影响加工工件的精度。符合要求不符合要求4.2构件的承载能力稳定失效：构件在某种外力作用下平衡形式发生突然改变。稳定性——构件应有足够的保持原有平衡状态的能力。4.2构件的承载能力三、材料力学的任务材料力学就是通过对构件承载能力的研究，找到构件的截面尺寸、截面形状及所用材料的力学性质与所受载荷之间的内在关系，从而在既安全可靠又经济节省的前提下，为构件选择适当的材料和合理的截面尺寸、截面形状。——既

5、安全又经济地设计构件研究方法：理论分析和实验手段相结合•一些理论以实验结果得出的某些假设为前提；•材料的力学性质需要通过试验获得。4.2构件的承载能力合理设计同一根矩形截面木梁，在两种的种不同的放放方置方式情况下，其强度差异很大。第四章第四章材料力学概述材料力学概述目录外力外力及其分类及其分类内力内力截面法截面法（重点）构件的承载能力拉压内力（第5章讲）变形固体的基本假设弯曲内力（第7章讲）杆件变形的基本形式第四章第四章材料力学概述材料力学概述4.3变形固体的基本假设在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。在材料力学中，

6、对变形固体作如下假设：一、连续性假设假设在构件所占有的空间无空隙地充满了物质。材料力学研究整个构存在空隙，件的强度、刚度、稳定性，微观不连续从宏观角度认为材料连续。可用连续函数来表示构件的各力学量（内力、应力、应变和位移）4.3变形固体的基本假设二、均匀性假设假设材料的力学性能与其在构件中的位置无关。微观两处力学性质不一样材料力学研究的是材料宏观上的力学性质，是材料内部各处力学性能的统计值构件内部任何部位所切取的微小单元体具有与构件完全相同的力学性能材料的力学性能与坐标无关4.3变形固体的基本假设三、各向同性假设假设材料在各个方向具

7、有相同力学性能。微观上单一晶粒不同方向上具有不同的力学性能晶粒杂乱无章排列表现出来的宏观的力学性能没有明显的方向性材料的力学性能与方向无关木材顺纹、横纹的力学性质相差很大，属各向异性材料。4.3变形固体的基本假设四、小变形假设物体的变形远小于物体本身的几何尺寸。杆件变形非常小F1F2Δs→0F′≈FF′≈F1122F′1F′1.小变形假设保证构件处于纯弹性变形范围。2绝大多数工程材料的弹性变形都是小变形。F′≠FF′≠F11222.小变形假设允许以变形前的受力分析代替变形后的受力分析——原始尺寸原理。3.小变形假设保证叠加法成立。叠

8、加法是材料力学中常用的方法。第四章第四章材料力学概述材料力学概述目录外力外力及其分类及其分类内力内力截面法截面法（重点）构件的承载能力拉压内力（第5章讲）变形固体的基本假设弯曲内力（第7章讲）杆件变形的基本形式第四章第四章材料力学概述