材料力學總復習重點第五版劉鴻文課件

材料力學總復習重點第五版劉鴻文課件目錄CONTENCT第一章緒論第二章應力和應變第三章軸向拉伸和壓縮第四章剪切和擠壓第五章扭轉(zhuǎn)第六章彎曲內(nèi)力第七章彎曲應力第八章彎曲變形01第一章緒論材料力學的定義材料力學的任務材料力學的任務材料力學是研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應變、應力、強度、剛度和失穩(wěn)現(xiàn)象的學科。通過對材料進行力學分析，研究材料的變形、破壞和服役性能，為工程設計和構(gòu)件選材提供依據(jù)，為新材料的開發(fā)和改進提供指導。01020304連續(xù)性假設均勻性假設各向同性假設理想彈性假設材料力學的基本假設材料在各個方向的力學性質(zhì)相同，即材料的彈性模量、泊松比等力學參數(shù)不隨方向改變。材料在各個方向上的性質(zhì)是均勻的，即材料內(nèi)部各點的物理和化學性質(zhì)是相同的。材料是連續(xù)的，即材料由無數(shù)個質(zhì)點構(gòu)成，且質(zhì)點之間沒有空隙。材料在受力后能完全恢復原狀，即材料不產(chǎn)生永久變形，也稱為完全彈性假設。以桿件、板殼及各種工程結(jié)構(gòu)的整體和零部件為研究對象。材料力學的研究對象拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)變形和組合變形?；咀冃涡问讲牧狭W的研究對象和基本變形形式02第二章應力和應變正應力物體內(nèi)部相鄰兩截面之間單位面積上的內(nèi)力。剪應力物體內(nèi)部相鄰兩截面之間單位面積上的剪切力。主應力在物體受力作用后，其內(nèi)部任何截面上都可以同時存在幾個正應力分量，其中數(shù)值最大的正應力分量稱為主拉應力，數(shù)值最小的正應力分量稱為主壓應力。應力應力集中平均應力最大切應力最小切應力應力在物體受力作用的截面上，由于局部范圍內(nèi)應力分布不均勻（如孔、裂紋、缺口等處），導致局部產(chǎn)生高應力，這種現(xiàn)象稱為應力集中。在彈性范圍內(nèi)，物體在單位體積內(nèi)所受的應力稱為平均應力。在剪切變形中，物體所受的剪切力與正壓力之比稱為最大切應力。在剪切變形中，物體所受的剪切力與正壓力之差的絕對值稱為最小切應力。線應變物體在單位長度的變形量稱為線應變。物體在剪切力作用下，任意兩截面間發(fā)生相對錯動的變形稱為剪應變。在物體受力作用后，其內(nèi)部任何截面上都可以同時存在幾個線應變分量，其中數(shù)值最大的線應變分量稱為主拉應變，數(shù)值最小的線應變分量稱為主壓應變。在物體受力作用的截面上，由于局部范圍內(nèi)應變分布不均勻（如孔、裂紋、缺口等處），導致局部產(chǎn)生高應變，這種現(xiàn)象稱為應變集中。剪應變主應變應變集中應變03第三章軸向拉伸和壓縮軸向拉伸材料在軸向拉伸力作用下，其長度增加的現(xiàn)象。軸向壓縮材料在軸向壓縮力作用下，其長度縮短的現(xiàn)象。軸向拉伸和壓縮的概念內(nèi)力應力變形在拉伸或壓縮過程中，任意截面上的內(nèi)力可用應力和變形來表示。單位面積上的內(nèi)力，稱為應力。任意兩點之間的相對位移，稱為變形。軸向拉伸和壓縮時橫截面上的內(nèi)力和應力80%80%100%軸向拉伸和壓縮時斜截面上的應力在斜截面上，剪切力產(chǎn)生的剪切應力，稱為切應力。在剪切力的作用下，材料發(fā)生剪切變形，剪切中心是剪切應力的作用點。剪切變形的大小用剪切應變來表示。切應力剪切中心剪切應變04第四章剪切和擠壓VS剪切是指物體受力作用后，在接觸面上發(fā)生相對滑動的現(xiàn)象。剪切破壞是材料受力后沿著垂直于最大剪應力面發(fā)生破壞的形式。剪切實例剪刀剪紙、螺栓擰緊、鋼筋在剪力墻中的錨固等都涉及到剪切。剪切的概念剪切的概念和實例剪切強度是指材料抵抗剪切破壞的能力。在實用計算中，需要根據(jù)材料的性質(zhì)、受力情況等因素來確定剪切強度條件。對于一些常見的剪切問題，如螺栓擰緊、鋼筋在剪力墻中的錨固等，可以通過一些經(jīng)驗公式或規(guī)范來快速確定所需的剪切應力或安全系數(shù)。剪切強度條件實用計算方法剪切的實用計算方法擠壓的概念擠壓是指物體在壓力作用下，接觸面上的材料發(fā)生塑性變形、相互滲透并緊密結(jié)合在一起的現(xiàn)象。擠壓破壞是材料在擠壓作用下發(fā)生的破壞形式。擠壓實用計算方法在實用計算中，需要根據(jù)材料的性質(zhì)、受力情況等因素來確定擠壓強度條件。對于一些常見的擠壓問題，如軸與軸承的配合、齒輪傳動等，可以通過一些經(jīng)驗公式或規(guī)范來確定所需的擠壓應力或安全系數(shù)。同時還需要考慮一些其他因素，如溫度、摩擦等對擠壓過程的影響。擠壓的實用計算方法05第五章扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)是物體受到一對大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力偶作用時發(fā)生的變形。實例：車輪的轉(zhuǎn)動、擰緊螺絲釘?shù)?。扭轉(zhuǎn)的概念和實例扭矩是扭轉(zhuǎn)力偶的轉(zhuǎn)動效果，用M表示，單位為N·m。扭矩圖是表示扭矩與截面位置關系的圖形，橫坐標是截面位置，縱坐標是扭矩。扭矩和扭矩圖在相互垂直平面上，切應力成對存在，且大小相等，方向相反。剪切彈性模量G和剪切模量K的關系為G=2K。切應力互等定理和剪切胡克定律剪切胡克定律切應力互等定理06第六章彎曲內(nèi)力彎曲變形物體在受到垂直于其軸線的力作用下，發(fā)生的軸線沿直線而發(fā)生的彎曲變形。要點一要點二彎曲實例橋梁、房屋、電線桿等。彎曲的概念和實例包括剪力和彎矩。彎曲內(nèi)力垂直于桿件軸線的橫向內(nèi)力。剪力垂直于桿件軸線的轉(zhuǎn)矩。彎矩在彎曲時，剪應力在截面上是橫向分布的，而彎矩引起的應力在截面上是縱向分布的。應力分布彎曲的內(nèi)力和應力分布010203剪力圖和彎矩圖是表示桿件在不同位置的剪力和彎矩隨位置變化的圖形。它們是材料力學中分析和計算彎曲內(nèi)力的基礎。剪力圖和彎矩圖可以用于判斷桿件的強度和穩(wěn)定性，以及優(yōu)化設計。剪力圖和彎矩圖07第七章彎曲應力公式σ=My/Iz描述彎曲正應力是梁橫截面上垂直于中性軸的應力，計算公式為σ=My/Iz，其中M是彎矩，y是中性軸到橫截面的距離，Iz是橫截面對中性軸的慣性矩。彎曲正應力的計算公式公式τ=My/A描述彎曲切應力是梁橫截面上平行于中性軸的應力，計算公式為τ=My/A，其中M是彎矩，y是中性軸到橫截面的距離，A是橫截面積。彎曲切應力的計算公式方法描述彎曲切應力的實用計算方法根據(jù)材料力學實驗和工程實際經(jīng)驗進行計算。彎曲切應力的實用計算方法主要是根據(jù)材料力學實驗和工程實際經(jīng)驗進行計算。在實際工程中，通常需要根據(jù)梁的尺寸、材料性質(zhì)和受力情況等因素來確定梁的最大彎曲切應力，以確保梁的安全工作。08第八章彎曲變形彎曲變形是指桿件在受到垂直于其軸線的力作用下，桿件軸線由直線變?yōu)榍€。彎曲變形的概念橋梁、房屋、道路等建筑結(jié)構(gòu)在受到垂直于地面的力作用下會發(fā)生彎曲變形。汽車、機床等機械系統(tǒng)中的許多構(gòu)件也會發(fā)生彎曲變形。彎曲變形的實例彎曲變形的概念和實例彎曲變形位移的基本公式彎矩M(x)與撓度y之間存在一種微分關系，即M(x)dy=M(y)dx。通過求解撓度y，可以得到彎曲變形位移。積分法的基本步驟選取一個微段dx，在該微段上應用彎曲變形位移的基本公式，得到dx的位移，然后對整個跨度進行積分，得到總的彎曲變形位移。積分法的優(yōu)缺點積分法可以求解出精確的彎曲變形位移，但是需要求解微分方程，計算較為復雜。此外，對于一些復雜形狀和邊界條件，可能難以得到解析解。010203用積分法求彎曲變形位移的基本公式疊加法的基本原理疊加法基于彎曲變形位移的基本公式，將