工程力學(xué)系課件

第一章緒論1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1-2變形固體的基本假設(shè)1-3內(nèi)力、截面法1-4應(yīng)力、應(yīng)變、虎克定律1-5桿件變形基本形式第一章緒論1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1幾個(gè)基本術(shù)語(1)構(gòu)件:組成機(jī)械的零件或構(gòu)筑物的桿件統(tǒng)稱為構(gòu)件(2)結(jié)構(gòu):由構(gòu)件組成的體系，工程結(jié)構(gòu)是工程實(shí)際中采用的結(jié)構(gòu)(3)載荷:構(gòu)件和結(jié)構(gòu)承受的負(fù)載或荷重內(nèi)載荷

外載荷(4)變形:在載荷的作用下，構(gòu)件的形狀及尺寸發(fā)生的變化稱為變形1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1幾個(gè)基本術(shù)語(1)構(gòu)件:組2構(gòu)件的三項(xiàng)基本要求(1)強(qiáng)度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗破壞的能力2構(gòu)件的三項(xiàng)基本要求(1)強(qiáng)度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足工程力學(xué)系課件(2)剛度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗變形的能力(2)剛度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗變形的能力(3)穩(wěn)定性：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)的能力(3)穩(wěn)定性：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)工程力學(xué)系課件即：在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇合宜的材料，為構(gòu)件提供必要的理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法。3材料力學(xué)基本任務(wù)(1)研究材料的力學(xué)性能；(2)研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；(3)合理解決安全與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾即：在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件4材料力學(xué)的研究對象構(gòu)件按照其形狀的不同，分為桿件、板件、塊件桿件：一個(gè)方向尺寸比其它兩個(gè)方向大的多板件：兩個(gè)方向尺寸比其它一個(gè)方向大的多塊件：三個(gè)方向尺寸相差不多材料力學(xué)的研究對象為桿件4材料力學(xué)的研究對象構(gòu)件按照其形狀的不同，分為桿件、板件、1-2變形固體的基本假設(shè)1變形固體的概念各種構(gòu)件一般均由固體材料制成。在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形的固體材料稱為變形固體2基本假設(shè)(1)連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為組成固體的物質(zhì)毫無空隙地充滿固體的幾何空間(2)均勻性假設(shè)：認(rèn)為構(gòu)件任何部分力學(xué)性能相同1-2變形固體的基本假設(shè)1變形固體的概念各種構(gòu)件一般均由1-2變形固體的基本假設(shè)(3)各向同性假設(shè)：認(rèn)為固體在各個(gè)方向上力學(xué)性能相同(4)小變形假設(shè)：認(rèn)為固體變形與本身尺寸相比很小1-2變形固體的基本假設(shè)(3)各向同性假設(shè)：認(rèn)為1-3內(nèi)力、截面法內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部兩相鄰部分之間的相互作用力，是由變形引起的構(gòu)件內(nèi)部的附加力1內(nèi)力的概念FFF內(nèi)力(1)內(nèi)力是分布力；(2)作用在構(gòu)件上的外力平衡；F(3)內(nèi)力與內(nèi)力平衡；(4)內(nèi)力與外力平衡；1-3內(nèi)力、截面法內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部兩相鄰部分之間的相互作用力用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示和確定內(nèi)力的方法。2截面法FFF在欲求內(nèi)力橫截面由假想截面分成兩部分FNFN＝F由平衡條件得：IIII取出其中一部分研究用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示和確定內(nèi)力的方法。2截截面法步驟總結(jié)：四個(gè)字(1)截：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截面將構(gòu)件假想地截成兩部分(2)?。喝∑渲腥我獠糠譃檠芯繉ο?，而棄去另一部分(3)代：用作用于截面上的內(nèi)力，代替棄去部分對留下部分的作用力(4)平：建立留下部分的平衡條件，確定未知的內(nèi)力截面法步驟總結(jié)：四個(gè)字(1)截：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截設(shè)m-m截面上的分布內(nèi)力如圖所示稱為平均應(yīng)力在截面任一點(diǎn)C取微面積

，設(shè)微面積上的內(nèi)力合力為微面積上的內(nèi)力平均集度為1-4應(yīng)力、應(yīng)變、虎克定律Fmm1應(yīng)力FmmFmm設(shè)m-m截面上的分布內(nèi)力如圖所示稱為平均應(yīng)力在截面任一點(diǎn)C取當(dāng)

趨于零時(shí)，其極限Fmm稱為總應(yīng)力F總應(yīng)力p可分解為與截面垂直、相切的兩個(gè)分量和垂直于截面的分量稱為正應(yīng)力相切于截面的分量稱為切應(yīng)力應(yīng)力單位N/m2（帕斯卡Pa）工程中應(yīng)力單位MPa，GPa當(dāng)趨于零時(shí)，其極限Fmm稱為總應(yīng)力F總應(yīng)力p用單元體表示構(gòu)件中一點(diǎn)的受力情況，如圖所示2線應(yīng)變與切應(yīng)變在外力作用下，單元體棱邊ab發(fā)生了變形定義為該點(diǎn)的線應(yīng)變即線應(yīng)變?yōu)閱挝婚L度上的變形量，無量綱用單元體表示構(gòu)件中一點(diǎn)的受力情況，如圖所示2線應(yīng)變與切應(yīng)變形過程中，單元體棱邊之間的夾角發(fā)生了變化定義棱邊夾角改變量為切應(yīng)變或角應(yīng)變切應(yīng)變用弧度來度量，是無量綱的量變形過程中，單元體棱邊之間的夾角發(fā)生了變化定義棱邊夾角改變量當(dāng)應(yīng)力不超過某一限度時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在正比關(guān)系，稱這一關(guān)系為虎克定律E為彈性模量，其量綱與力的量綱相同E為剪切模量，其量綱與力的量綱相同單向應(yīng)力狀態(tài)下（如圖所示）：純剪應(yīng)力狀態(tài)下（如圖所示）：當(dāng)應(yīng)力不超過某一限度時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在正比關(guān)系，稱這一關(guān)1-5桿件變形的基本形式1拉伸或壓縮桿件受大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的一對力。拉伸：壓縮：變細(xì)變長變粗變短1-5桿件變形的基本形式1拉伸或壓縮桿件受大小相等、方向拉伸壓縮拉伸壓縮2剪切桿件受大小相等、方向相反、作用面垂直于桿軸的兩個(gè)力偶矩作用。2剪切桿件受大小相等、方向相反、作用面垂直于桿軸的兩個(gè)力3扭轉(zhuǎn)桿件受垂直軸線的大小相等、方向相反、且相距很近的平行力作用。MeMej3扭轉(zhuǎn)桿件受垂直軸線的大小相等、方向相反、且相距很近的平工程力學(xué)系課件4彎曲桿件受垂直軸線的橫向力或受到作用于包含桿軸的縱向平面內(nèi)的一對大小相等、方向相反的力偶矩作用。MeMe4彎曲桿件受垂直軸線的橫向力或受到作用于包含桿軸的縱向平工程力學(xué)系課件第一章緒論1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1-2變形固體的基本假設(shè)1-3內(nèi)力、截面法1-4應(yīng)力、應(yīng)變、虎克定律1-5桿件變形基本形式第一章緒論1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1幾個(gè)基本術(shù)語(1)構(gòu)件:組成機(jī)械的零件或構(gòu)筑物的桿件統(tǒng)稱為構(gòu)件(2)結(jié)構(gòu):由構(gòu)件組成的體系，工程結(jié)構(gòu)是工程實(shí)際中采用的結(jié)構(gòu)(3)載荷:構(gòu)件和結(jié)構(gòu)承受的負(fù)載或荷重內(nèi)載荷

外載荷(4)變形:在載荷的作用下，構(gòu)件的形狀及尺寸發(fā)生的變化稱為變形1-1材料力學(xué)的基本任務(wù)1幾個(gè)基本術(shù)語(1)構(gòu)件:組2構(gòu)件的三項(xiàng)基本要求(1)強(qiáng)度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗破壞的能力2構(gòu)件的三項(xiàng)基本要求(1)強(qiáng)度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足工程力學(xué)系課件(2)剛度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗變形的能力(2)剛度：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的抵抗變形的能力(3)穩(wěn)定性：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)的能力(3)穩(wěn)定性：構(gòu)件在外荷載作用下具有足夠的保持原有平衡狀態(tài)工程力學(xué)系課件即：在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇合宜的材料，為構(gòu)件提供必要的理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)方法。3材料力學(xué)基本任務(wù)(1)研究材料的力學(xué)性能；(2)研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；(3)合理解決安全與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾即：在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件4材料力學(xué)的研究對象構(gòu)件按照其形狀的不同，分為桿件、板件、塊件桿件：一個(gè)方向尺寸比其它兩個(gè)方向大的多板件：兩個(gè)方向尺寸比其它一個(gè)方向大的多塊件：三個(gè)方向尺寸相差不多材料力學(xué)的研究對象為桿件4材料力學(xué)的研究對象構(gòu)件按照其形狀的不同，分為桿件、板件、1-2變形固體的基本假設(shè)1變形固體的概念各種構(gòu)件一般均由固體材料制成。在外力作用下，能夠產(chǎn)生變形的固體材料稱為變形固體2基本假設(shè)(1)連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為組成固體的物質(zhì)毫無空隙地充滿固體的幾何空間(2)均勻性假設(shè)：認(rèn)為構(gòu)件任何部分力學(xué)性能相同1-2變形固體的基本假設(shè)1變形固體的概念各種構(gòu)件一般均由1-2變形固體的基本假設(shè)(3)各向同性假設(shè)：認(rèn)為固體在各個(gè)方向上力學(xué)性能相同(4)小變形假設(shè)：認(rèn)為固體變形與本身尺寸相比很小1-2變形固體的基本假設(shè)(3)各向同性假設(shè)：認(rèn)為1-3內(nèi)力、截面法內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部兩相鄰部分之間的相互作用力，是由變形引起的構(gòu)件內(nèi)部的附加力1內(nèi)力的概念FFF內(nèi)力(1)內(nèi)力是分布力；(2)作用在構(gòu)件上的外力平衡；F(3)內(nèi)力與內(nèi)力平衡；(4)內(nèi)力與外力平衡；1-3內(nèi)力、截面法內(nèi)力是構(gòu)件內(nèi)部兩相鄰部分之間的相互作用力用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示和確定內(nèi)力的方法。2截面法FFF在欲求內(nèi)力橫截面由假想截面分成兩部分FNFN＝F由平衡條件得：IIII取出其中一部分研究用截面假想地把構(gòu)件分成兩部分，以顯示和確定內(nèi)力的方法。2截截面法步驟總結(jié)：四個(gè)字(1)截：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截面將構(gòu)件假想地截成兩部分(2)?。喝∑渲腥我獠糠譃檠芯繉ο螅鴹壢チ硪徊糠?3)代：用作用于截面上的內(nèi)力，代替棄去部分對留下部分的作用力(4)平：建立留下部分的平衡條件，確定未知的內(nèi)力截面法步驟總結(jié)：四個(gè)字(1)截：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截設(shè)m-m截面上的分布內(nèi)力如圖所示稱為平均應(yīng)力在截面任一點(diǎn)C取微面積

，設(shè)微面積上的內(nèi)力合力為微面積上的內(nèi)力平均集度為1-4應(yīng)力、應(yīng)變、虎克定律Fmm1應(yīng)力FmmFmm設(shè)m-m截面上的分布內(nèi)力如圖所示稱為平均應(yīng)力在截面任一點(diǎn)C取當(dāng)

趨于零時(shí)，其極限Fmm稱為總應(yīng)力F總應(yīng)力p可分解為與截面垂直、相切的兩個(gè)分量和垂直于截面的分量稱為正應(yīng)力相切于截面的分量稱為切應(yīng)力應(yīng)力單位N/m2（帕斯卡Pa）工程中應(yīng)力單位MPa，GPa當(dāng)趨于零時(shí)，其極限Fmm稱為總應(yīng)力F總應(yīng)力p用單元體表示構(gòu)件中一點(diǎn)的受力情況，如圖所示2線應(yīng)變與切應(yīng)變在外力作用下，單元體棱邊ab發(fā)生了變形定義為該點(diǎn)的線應(yīng)變即線應(yīng)變?yōu)閱挝婚L度上的變形量，無量綱用單元體表示構(gòu)件中一點(diǎn)的受力情況，如圖所示2線應(yīng)變與切應(yīng)變形過程中，單元體棱邊之間的夾角發(fā)生了變化定義棱邊夾角改變量為切應(yīng)變或角應(yīng)變切應(yīng)變用弧度來度量，是無量綱的量變形過程中，單元體棱邊之間的夾角發(fā)生了變化定義棱邊夾角改變量當(dāng)應(yīng)力不超過某一限度時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在正比關(guān)系，稱這一關(guān)系為虎克定律E為彈性模量，其量綱與力的量綱相同E為剪切模量，其量綱與力的量綱相同單向應(yīng)力狀態(tài)下（如圖所示）：純剪應(yīng)力狀態(tài)下（如圖所示）：當(dāng)應(yīng)力不超過某一限度時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變之間存在正比關(guān)系，稱這一關(guān)1-5桿件變形的基本形式1拉伸或壓縮桿件受大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的一對力。拉伸：壓縮：變細(xì)變長變粗變短1-5桿件變形的基本形式1拉伸或壓縮桿件受大小相等、方向拉伸壓縮