材料力学部分课件.ppt

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1、力学体系简介力学固体力学流体力学一般力学材料力学结构力学弹性力学塑性力学断裂力学早期的：水力学水动力学现代的：空气动力学气体动力学多相流体力学粘弹性力学渗流理论力学分析力学振动理论刚体动力学陀螺理论运动稳定性复合材料材料力学主要研究对象是弹性体。对于弹性体，除了平衡问题外，还将涉及到变形；力和变形之间的关系。由于变形，在材料力学中还将涉及到弹性体的失效以及与失效有关的设计准则。将材料力学理论和方法应用于工程，即可对杆类构件或零件进行常规的静力学设计；以上两方面的结合使材料力学成为工程设计的重要组成部分，材料力学所涉及的内容分属于两个

2、学科研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析。又不同于固体力学，所研究的仅限于杆类物体；材料的力学行为，即研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能和失效行为。研究仅限于材料的宏观力学行为，不涉及材料的微观机理。固体力学材料科学设计杆类构件的合理形状和尺寸，保证它们正常工作。入门材料力学数学物理学理论力学其他建筑材料建筑结构结构力学弹性力学机械零件机械原理其他材料力学与各门课程材料力学是一门很重要的技术基础课，他与机械、土建、航空、交通水利等工程密切相关，他在基础课和专业课之间起着桥梁作用。学好材料力学等于半个总工！

3、古人对材料力学知识和材料强度的认识已积累丰富的经验，并推动了生产的发展；材料力学简史作为一门系统的科学已有360多年的历史当欧洲的科学技术受到神学的束缚时，中国的科学技术总的说来居于世界领先地位。力学学科仍然以和工程技术、生产应用相结合的形式出现未能作逻辑分析推理、特别是未能作数学分析但至今尚存的建筑物，从他们的结构中反应出当时所具备的力学知识传统具有柱、梁、檩、椽的木制房屋结构古代建筑结构一古代建筑结构建于唐末（857年）的山西五台山佛光寺东大殿绪论隋朝工匠李春建造的赵州桥（605年）﹐应用浅拱结构﹐長50.82米﹐跨径达37.4

4、米﹐宽10米﹐用石2800吨，至今完好。蕴含了近代杆、板、壳体设计的一些基本思想绪论山西应县木塔──現存的中国古代高层木结构范例之一﹐建於1056年。塔高9层共67.31米，用木材7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔古代建筑结构2200年以前建造的都江堰安澜索桥对“材力”做出重大贡献的科学家1伽利略Galilei1564-1642“科学的唯一目的是减轻人类生存的苦难”1638年：《关于两种新科学的叙述与证明》悬臂梁应力分布简支梁受集中载荷的最大弯矩等强度梁截面形状空、实心圆柱抗弯强度比较钢铁等塑性材料还未出现，采用刚

5、体力学的假设简化模型，而未考虑梁受力后变形这一重要因素，所以伽利略关于梁的强度计算结论不正确；但他开辟了理论与实践计算构件的新途径。是“实验力学”的奠基人2虎克（英）——公元1678年物体的变形与所受的外载成正比----《虎克定律》3库仑（法）——1773年《梁的弯曲问题》，提出了材料的强度理论；1784年研究了扭转问题并提出剪切的概念；4欧拉（瑞士）又于1757年建立了柱体受压的微分方程；从而成为第一个研究稳定性问题的学者；1896年瑞士孟汗太因铁路桥因桁架压杆失稳而倒塌，稳定理论才开始发展。公元1744年《压杆临界载荷》,建立了

6、受压柱体失稳临界值的计算公式；美籍俄罗斯力学家（1878年-1972）5铁木辛柯1904年他发表第一篇论文《各种强度理论》，次年发表《轴的共振现象》1906年,他解决了用板的挠度微分方程去求板受压的临界值问题。以后又发表了关于弹性体稳定性问题的论文多篇，对船舶制造和飞机设计有指导意义。不仅用能量原理解决了稳定性问题，也把它用到梁和板的弯曲问题和梁的受迫振动问题。1911年以后，他主要研究弹性力学，第一次世界大战期间，他在梁横向振动微分方程中考虑了旋转惯性和剪力,这种模型后来被称为“铁木辛柯梁”。1925年，他研究很有价值的圆孔周围的

7、应力集中问题；1928年探讨了有实用意义的吊索桥刚度和振动问题。编写了《材料力学》、《高等材料力学》、《结构力学》、《工程力学》、《高等动力学》、《弹性力学》、《弹性稳定性理论》、《工程中的振动问题》、《板壳理论》和《材料力学史》等二十种书。这些书大多已有中译本。6达芬奇“力学是数学的乐园，因为我们在这里获得了数学的果实。”第一部《材料力学》出现17世纪以后法国科学家纳维1826年著《材料力学》法国科学家库仑（1736－1806）通过实验修正了伽利略的错误，提出了最大切应力强度理论材料力学的任务构件工程结构的各组成部分东营黄河桥橡皮

8、筋在拉力的作用下尺寸的变化；变形在外力的作用下，构件的尺寸和形状发生变化。双杠横梁在运动员重力作用下有形状的变化。弹性变形:塑性变形:外力解除以后可消失的变形外力解除以后不能消失的变形TW匀速提升：柔索张力T=W（3）工程现场中，只有