材料力学知识结构图.pdf

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1、绪论.知识结构框图构件衡量构件承载能力的3个方面材料力学的任务解决问题的思路变形固体变形固体的3个基本假设一般条件下的两个限制表表面面力力分分布布力力按作用方式分集集中中力力体积力外力外力的分类静静载载荷荷按随时间变化情况分表面力交交变变载载荷荷动载荷冲冲击击载载荷荷内力研究内力的方法——截面法（截,取,代,平）向截面内一点简化——主矢和主矩与截面垂直的分量与截面相切的分量应力应力的国际制单位——正应力σ——切应力τ应变线应变ε角应变（切应变）γ线位移（点移动的直线距离）变形位移角位移（一线段（面）转过的角度）杆件变形的4种基本形式受力特点变形特点拉压杆.知识结构

2、框图轴向拉（压）的定义及特征轴力轴力图2cosα斜截面上应力的计算式横截面上应力的计算(FN)平面假设sin2Aα2脆性材料，塑性材料的失效准则脆性断裂、塑性流动典型塑性材料低碳钢拉伸时强度极限，屈服极限的确定bs4个阶段，4个极限应力2个塑性指标1个弹性模量材料拉（压）时的力学性质（常温、静载）塑性流动——（）构件失效时的极限应力s0.2脆性断裂——许用应力[]b强度条件三类计算问题：强度校核，截面设计max{Ai},载荷估计min{Fi}Fl纵向变形N位移的“以切代弧”方法l,变形EA模向变形、泊松比应变能的计算功能原理应变

3、能2功能原理求位移的载荷唯一性限制FlVNVWεε2EA是否超静定及超静定次数的判定超静定问题力法解超静定问题的基本步骤应力集中温度应力及装配应力2.4.2[1,2.7]如图2.16所示，油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D=350mm，油压p1MPa。若螺栓材料的许用应力[]=40MPa，求螺栓的内径。pFD图2.162.4.10[1,2.21]BC，BD两杆原在水平位置。在F力作用下，两杆变形，B点的位移。若两杆的抗拉刚度同为EA，试求与F的关系。解杆件变形后受力简图如图2.24(b)所示。二杆均ll系二力杆，轴力分别为F、F。如果按小变形

4、原理，CDN1N2B以杆未受力时位置来考虑力的平衡方程，垂直方向力是F无法平衡的。对于大变形情形，只能按变形后位置来考(a)虑力的平衡。FN1FN2由平衡方程得BFx0,FN2cosFN1cos0P(b)Fy0,(FNFN)sinF012F图2.24解得FF,FN1N2N12sin由变形后几何关系得222(ll)l2ll（1）FNlFll1EA2EAsinsinlll2.3.5图2.7所示桁架，已知3根杆的抗拉压刚度相同，求各杆的内力，并求A点的水平位移和垂直位移。FN3FN3FN2FN232

5、lAl130°l60°2FA30°FN1l1130°N1l2AFF60°Fl360°l3A'A'(a)(b)(c)2.4.25[1,2.51]图2.38(a)所示标系中，AB杆比名义长度略短，误差为。若各杆材料相同，横截面面积相等，试求装配后各杆的轴力。FN1CDFN2ll30°30°AlA2l1FN4FN5A34530°30°Bl4BBl4(a)(b)剪切.知识结构框图剪切单剪切双剪切剪切的实用计算剪切面积A的判定挤压的实用计算挤压面A的确定，挤压与压缩的区别bs接头（连接件与被连接件）的强度计算剪切，挤压，拉伸（压缩）4.知识结构框

6、图扭转的受力特点和变形特点已知力和力臂或功率和转速求外力偶矩扭矩的正负号规定和扭矩判断危险截面Me薄壁圆筒扭转时横截面上的应力22r纯剪切和切应力互等定理'剪切胡克定律G三个材料常数间的关系GE/[2(1)]21剪切应变能和应变能密度v22G44D(1)3TIP32D4W(1)圆轴扭转时的强度条件[]tRD/216Wp空心轴d/D，实心轴0T180圆轴扭转时的刚度条件'[']GIP强度和刚度校核刚度条件和刚度条件的应用截面设计注意两种条件并用载荷估计圆柱形密圈螺旋弹簧的应力与变形矩形

7、截面杆自由扭转切应力与边界相切的顺流；最大切应力在长边中点；四角点切应力为零纯剪切斜截面上的应力解释不同的破坏现象扭转超静定问题基本思路：静力平衡、变形协调、物理条件（3）塑性扭矩：①对于理想弹塑性实心圆轴，当轴横截面上的最大切应力不超过屈服切应力（）时，轴横截面上的应力分布是完全线性的（如图3.4（a）），对应的扭矩可maxs以通过下式计算：33ddTW，TTWtmaxssts1616②当扭矩继续增加，圆轴进入部分屈服阶段，在截面上将形成一个围绕着半径为的s弹性核的塑性区（如图3.4（b）），这时的扭矩等于341sTT[1

8、]s33