工程力學課件緒論

1、材 料 力 學2022年7月10日北京交通大學蔣永莉本章主要研究的問題：材料力學的任務變形固體的基本假設外力及其分類內(nèi)力 截面法和應力的概念變形與應變桿件變形的基本形式1.材料力學的發(fā)展簡史: 材料力學的產(chǎn)生和發(fā)展是由生產(chǎn)的發(fā)展所推動的，并反過來對生產(chǎn)實踐起重要的指導作用。山西應縣佛宮寺釋伽塔木質(zhì)佛塔 高65.86m 建于1056年 距今近千年歷史趙州安濟橋杭州拱庚橋材料力學的發(fā)展簡史: 1638年，意大利科學家伽俐略（G.Galileo,1564-1642）發(fā)表關于兩種新科學的敘述及其證明一書，標志著材料力學這門學科的誕生。材料力學的發(fā)展簡史: 1678年英國科學家虎克（R.Hooke,16

2、35-1730）根據(jù)彈簧實驗，提出了力與變形成正比的結論，并且在此基礎上形成了虎克定律，開展了進一步的實驗研究和理論分析。準確地解決了梁的彎曲問題，并提出了圓軸扭轉(zhuǎn)的理論。 1744年，瑞士數(shù)學家歐拉（L.Euler,1707-1783） 提出了壓桿穩(wěn)定性臨界載荷的計算公式。強度問題F1F3F2F4F5F62.材料力學的任務強度問題K165次列車兩車廂在四川廣漢墜江 2.材料力學的任務強度問題當作用一定牽引力，牽引鋼纜應多粗？確保插樁不被從冰山中拉出的最小深度？強度問題剛度問題剛度問題剛度問題Space Shuttle Discovery穩(wěn)定問題3000米深水半潛式鉆井平臺“身高”136米 “

3、體重”3萬噸甲板面積相當于一個標準足球場穩(wěn)定問題強度安全剛度：構件抵抗變形的能力；穩(wěn)定性：受壓構件保持原有直 線形式平衡的能力。強度：構件抵抗破壞的能力；經(jīng)濟材料力學的任務構件： 機器的零件或結構物的桿件。材料力學的任務：為構件提供強度、剛度、穩(wěn)定性計算的理論和方法；為構件選用適宜的材料，確定合理的截面尺寸；達到既經(jīng)濟又安全的目的。3. 研究方法：理論分析實驗分析計算分析大型結構實驗室鋼結構接頭齒輪嚙合4.變形固體的基本假設變形 ：固體尺寸和形狀的改變。彈性變形 塑性變形變形固體的基本假設：連續(xù)性假設均勻性假設各向同性假設灰口鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的 顯微組織普通鋼材的 顯微組織優(yōu)質(zhì)鋼材的 顯

4、微組織7.外力及其分類分布特點體積力表面力載荷的性質(zhì)靜載動荷外力：周圍物體對所研究構件施加的作用力載荷 約束反力8. 內(nèi)力 截面法和應力的概念內(nèi)力： 在外力作用下，由于變形物體內(nèi)一部分與 其它部分的相互作用力。單位 : N 、kN方法：截面法內(nèi)力分布于整個截面上是作用力與反作用力，成對出現(xiàn)思考： 是否可以直接用平衡方程求此分布內(nèi)力？變形體剛化公理 例 ： 求圖示桿件m-m截面內(nèi)力。qL/2qL/2截面法求內(nèi)力的基本思路：1.確定構件所受所有外力； 用平衡方程求約束反力2.在需求內(nèi)力的地方用假想截面將構件截開，任取一部分進行受力分析；外力（載荷、約束反力）內(nèi)力3.由整體平衡，則局部平衡，通過平衡方程求指定截面上的內(nèi)力。 圖示拉桿在橫截平面、斜截平面圓弧曲面上的內(nèi)力是否相等？相 等應力：截面上一點處內(nèi)力的分布集度單位 : N/m2 (Pa) MPa GPaA的平均（總）應力A的平均正應力 A的平均剪應力B點（總）應力 B點正應力 B點剪應力9. 變形與應變線位移桿件某點變形前后位置的連線角位移變形后桿件某線段或平面轉(zhuǎn)過的角度線應變A點的線應變角應變直角的改變量平均線應變單元體圖示梁在P的作用下：1. AB、BC段是否都產(chǎn)生位移？2. AB、BC段是否都產(chǎn)生變形？10.