彈性應力應變關系教學課件

彈性應力應變關系教學課件Contents目錄引言彈性應力的基本概念彈性應變的基本概念彈性應力應變關系彈性應力應變關系的實際應用實驗操作與實踐總結與展望引言010102課程背景通過學習彈性應力應變關系，學生可以深入理解材料的力學性能，為后續(xù)的專業(yè)課程奠定基礎。材料力學是工程學科中的重要基礎課程，而彈性應力應變關系是材料力學中的核心概念之一。掌握彈性應力應變的基本概念、定義及物理意義。理解彈性應力應變關系的基本原理和公式。能夠運用彈性應力應變關系解決簡單的工程問題。學習目標彈性應力的基本概念02物體受到外力作用時，單位面積上所承受的附加內力。應力應力大小應力方向通過應力符號表示，常用單位為帕斯卡（Pa）或牛頓每平方米（N/m2）。與外力作用方向相同，可通過箭頭表示。030201應力定義垂直作用在物體表面的力所產生的應力，主要影響物體形狀變化。正應力作用在物體表面切線方向的力所產生的應力，主要影響物體相對位移。剪應力由于物體彎曲變形所產生的應力，主要影響物體彎曲程度。彎曲應力應力分類通過圖形表示不同部位上的應力分布情況，常用等值線或色標表示。應力圖譜描述材料在受力過程中應力與應變之間關系的曲線圖，可反映材料的彈性模量、屈服點等特性。應力應變曲線利用應變效應原理測量物體應變的傳感器，可將應變轉化為電信號進行測量。應變片應力表示方法彈性應變的基本概念03應變是描述物體形狀變化的物理量，表示物體在外力作用下發(fā)生的形變程度。應變通常用兩個主應變來表示，即長度變化和寬度變化，可以通過長度和寬度的相對變化量來計算。應變的大小與外力的大小和物體的材料性質有關，是彈性力學中一個重要的物理量。應變定義

應變分類單軸應變只有一個方向的應變，如拉伸或壓縮。雙軸應變在兩個相互垂直的方向上同時發(fā)生應變，如剪切。三軸應變在三個相互垂直的方向上同時發(fā)生應變，通常用于描述復雜應力狀態(tài)。應變表示方法包括工程應變和真實應變。工程應變也稱名義應變，是物體在受力后長度或寬度的相對變化量；真實應變也稱實際應變，需要考慮物體內部微觀結構的變化。應變可以表示為標量或矢量，具體取決于所用的坐標系和參考狀態(tài)。在有限元分析中，通常使用相對坐標系和參考狀態(tài)來計算應力和應變。應變表示方法彈性應力應變關系04注意事項胡克定律僅適用于彈性范圍內，即材料未發(fā)生塑性變形之前?？偨Y詞胡克定律是描述彈性材料應力應變關系的經典定律，其基本形式為應力與應變呈線性關系。詳細描述胡克定律指出，在彈性范圍內，材料所受的應力與所產生的應變是成正比的，即應力與應變之比為彈性模量，這個比例常數與材料本身的性質有關。應用場景胡克定律廣泛應用于工程領域，用于預測材料在受力作用下的變形行為。胡克定律總結詞應變能描述了材料在受力過程中所吸收的能量，而彈性模量則是表征材料抵抗變形能力的參數。應用場景應變能和彈性模量對于評估材料的力學性能和穩(wěn)定性具有重要意義，特別是在結構設計和材料選擇方面。注意事項彈性模量不是一個常數，它會隨著溫度、加載速率等因素的變化而變化。詳細描述應變能是指材料在受力過程中所吸收的能量，其大小與應變的平方成正比。彈性模量則是指材料在彈性范圍內抵抗變形的能力，反映了材料的剛度特性。應變能與彈性模量總結詞：彈性后效描述了材料在卸載后變形不能完全恢復的現象，而松弛則是指材料在長時間受力后變形逐漸增加的現象。詳細描述：彈性后效是指材料在卸載后，部分應變不能恢復到初始狀態(tài)的現象，這通常是由于內部微觀結構的變化或缺陷的存在。松弛是指材料在長時間受力后，變形逐漸增加的現象，這可能與材料的內部結構或外部環(huán)境條件有關。應用場景：了解彈性后效和松弛有助于更好地理解材料的力學行為，對于工程結構的穩(wěn)定性評估和壽命預測具有重要意義。注意事項：彈性后效和松弛現象可能與材料的內部微觀結構和外部環(huán)境因素有關，因此在實際應用中需要考慮這些因素的影響。彈性后效與松弛彈性應力應變關系的實際應用05工程結構設計橋梁、建筑和機械等工程結構的設計過程中，需要充分考慮材料的彈性應力應變關系，以確保結構的穩(wěn)定性、安全性和可靠性。在設計階段，工程師需要根據材料的彈性模量和泊松比等參數，進行結構分析和優(yōu)化，以實現最佳的結構設計。在材料選擇和優(yōu)化過程中，需要考慮材料的彈性應力應變關系，以確定材料的適用性和性能表現。通過對比不同材料的彈性模量、泊松比和應變極限等參數，可以評估材料的力學性能，從而選擇適合特定應用場景的材料。材料選擇與優(yōu)化有限元分析是一種數值模擬方法，通過離散化結構為有限個單元，并建立數學模型來模擬結構的真實行為。在有限元分析中，彈性應力應變關系是重要的輸入參數之一，用于模擬結構的變形、應力和應變分布等行為，為工程結構的優(yōu)化和改進提供依據。有限元分析實驗操作與實踐06用于測量材料在受力情況下的應力和應變。彈性應力應變測試儀用于固定試樣，確保實驗結果的準確性。試樣夾具用于施加已知的靜態(tài)或動態(tài)載荷。砝碼和砝碼架用于實時記錄和顯示實驗數據。數據采集和處理系統實驗設備與器材結束實驗在達到規(guī)定的實驗時間或應變量后，停止加載并卸載。開始實驗對試樣施加已知的靜態(tài)或動態(tài)載荷，并實時記錄應力和應變數據。設定實驗條件根據實驗要求設定溫度、濕度、加載速率等實驗條件。準備試樣選擇合適的材料試樣，并按照標準要求進行加工和預處理。安裝試樣將試樣固定在夾具中，確保其穩(wěn)定性和準確性。實驗步驟與操作將實驗過程中記錄的數據進行整理，包括應力和應變的變化曲線、峰值應力、峰值應變等。數據整理數據分析結果評估結果應用根據實驗數據，分析材料的彈性應力應變關系，包括線性彈性階段、屈服點和頸縮現象等。將實驗結果與理論值進行比較，評估實驗的準確性和可靠性。根據實驗結果，對材料的力學性能進行評估，為工程應用提供依據。數據處理與分析總結與展望07010204學習總結掌握了彈性應力應變的基本概念和原理。學會了如何應用彈性力學公式進行計算和分析。理解了彈性應力應變關系在實際工程中的應用和限制。掌握了實驗測量彈性模量和泊松比的方法和注意事項。03深入學習彈塑性力學的基本理論和應用。學習有限元分析方法，掌握ANSYS等有限元分析軟件的使用。學習并掌握實驗測量技術，提高實驗技能和數據處理能力。結合實際工程問題，進行彈性力學理論的應用和實踐。01020304下一步學