《绪论及基本概念》PPT课件.ppt

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1、第一章绪论及基本概念主要内容§1-1材料力学的任务§1-2变形固体的基本假设§1-3基本概念§1-4材料力学的主要研究对象§1-5杆件变形的基本形式【学时】2【基本要求】掌握材料力学的性质、任务和研究对象.掌握构件的强度、刚度和稳定性问题的概念.懂得其重要性，激起学习它的兴趣.理解材料力学的基本假设、基本概念及研究方法.了解杆件基本变形形式的受力和变形特点.【重点】材料力学的任务和研究对象.【难点】可变形固体的基本假设.§1-1材料力学的任务工程中，确实需要知道物体受力与变形的关系，例如：工程中的冲模问题，而理论力学研究的对象是不变形的刚体，且不能解决工程实际

2、中大量存在的超静定问题。于是，就发展起来了变形体力学最早的分支－材料力学，它具有（1）最简单的模型（2）最基本的概念（3）最根本的方法（4）最典型的结论一.每时每刻，人类都不得不同受力的物体或结构打交道：例如，人住的房子，坐的车子等，那么，受力的物体或结构的安全问题如何解决？材料力学首先回答了安全功能如何保证的问题材料力学关心的安全性体现在——构件的强度刚度稳定性构件：组成机械的零件或构筑物的杆件统称为构件材料力学的任务具有足够的刚度刚度是构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。满足稳定性要求稳定性是构件在某种外载作用

3、下，保持其原有平衡状态的能力。例如柱子不能弯等。保证构件安全工作的三项基本要求具有足够的强度强度是构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。例如储气罐不应爆破。（破坏——断裂或变形过量不能恢复）强度问题强度问题F1F3F2F4F5F6刚度问题刚度问题稳定问题强度、稳定问题构件的强度、刚度和稳定性均与所用材料的力学性能有关，因此在实验研究基础上，进行理论分析是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。同时，还要解决安全与经济之间的矛盾？因此，材料力学的任务为：即，在保证构件既安全又适用的前提下，最大限度的发挥材料的经济性能，为构件选择适当的材料，设计合理的截面形状和尺寸。二

4、.材料力学的研究方法和手段1.研究构件的强度、刚度和稳定性；2.研究材料的力学性；3.合理解决安全与经济之间的矛盾。三.材料力学的作用1.学好材料力学对后续变形体力学的奠基作用结构力学，弹性力学，塑性力学，断裂力学,纳米力学、流体力学、理性力学2.有助于后续专业课程学习建筑结构、机械设计、结构设计原理3.有助于学习其它工程：土木、机械、航空、航天、交通、运输、材料、生物工程、仪表等4.今后工程工作中直接受益在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体，而构件一般均由固体材料制成，故构件一般都是变形固体。变形固体的假设1．连续性假设：认为整个物体体积内毫无

5、空隙地充满物质（数学）2．均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同（力学）3.各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同（物理）4.小变形假设：变形与本身的尺寸相比很小5.线弹性假设：变形与载荷成比例。§1.2变形固体的基本假设外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约束反力。1.按外力的作用方式分为：体积力和表面力1）体积力：连续分布于物体内部各点上的力，如物体的自重和惯性力。2）表面力：作用于物体表面上的力，又可分为分布力和集中力。分布力是连续作用于物体表面的力，如作用于船体上的水压力等；集中力是作用于一点的力，如火车轮对钢轨的压力等

6、。2.按外力的性质分为：静载荷和动载荷1）静载荷：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，不再随时间变化，保持不变或变动很不显著，称为静载荷。一.外力§1.3基本概念二.内力外力引起的物体内部的作用力（物体本来存在内部作用力，外力引起了内部作用力的改变）截面法——求内力用截面假想地把构件分成两部分，以显示并确定内力的方法2）动载荷：载荷随时间而变化。动载荷可分为构件具有较大加速度、受交变载荷和冲击载荷三种情况。交变载荷是随时间作周期性变化的载荷；冲击载荷是物体的运动在瞬时内发生急剧变化所引起的载荷。用截面法求内力的步骤：1）截开：欲求某一截面的内力，沿该截面将构件假想

7、地截成两部分2）代替：取其中任意部分为研究对象，用作用于截面上的内力，代替弃去部分对留下部分的作用力3）平衡：建立留下部分的平衡条件，确定未知的内力应力:单位面积上的内力，内力在一点的分布集度三.应力应力是一个矢量应力不但与点有关，而且也与面的方位有关C点的应力——当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到应力的国际单位为N/m21N/m2=1Pa（帕斯卡）1MN/m2=1MPa=106N/m2=106Pa1GPa=1GN/m2=109Pa位于截面内的应力称为“切应力”垂直于截面的应力称为“正应力”lims=FNDDA®DA0limt=FQDA

8、D®DA0yxzP1P2ΔFQyΔFQ