工程力學(xué) 第5版 課件 第8.0章 第二篇 材料力學(xué)概述

第二篇材料力學(xué)概述第一篇材料力學(xué)概述材料力學(xué)(MechanicsofMaterials)是研究材料在各種外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)力、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定和導(dǎo)致各種材料破壞的極限。固體力學(xué)的一個(gè)分支，研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機(jī)械零件承載能力的基礎(chǔ)學(xué)科。其基本任務(wù)是：將工程結(jié)構(gòu)和機(jī)械中的簡(jiǎn)單構(gòu)件簡(jiǎn)化為一維桿件，計(jì)算桿中的應(yīng)力、變形并研究桿的穩(wěn)定性，以保證結(jié)構(gòu)能承受預(yù)定的載荷；選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、截面形狀和尺寸，以便設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和機(jī)械零件。第一篇材料力學(xué)概述剛體與變形固體理論力學(xué)主要研究的是物體的平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，將物體抽象為剛體(Rigidbody)任何物體受載荷（外力）作用后其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)都將產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致物體的形狀和尺寸發(fā)生變化，稱(chēng)為變形(Deformation)，材料力學(xué)中研究的對(duì)象是可變形固體(Deformablebody)第一篇材料力學(xué)概述彈性變形與塑性變形外力去除后能恢復(fù)原裝的變形-彈性變形外力去除后不能恢復(fù)原裝的變形（永久變形）–塑性變形去除外力后能夠恢復(fù)原狀，也就是受力后發(fā)生的變形全部是彈性變形的物體稱(chēng)為彈性體如果物體的彈性變形大小與載荷成線(xiàn)性關(guān)系，則稱(chēng)為線(xiàn)彈性變形，相應(yīng)的物體材料稱(chēng)為線(xiàn)彈性材料大多數(shù)金屬材料當(dāng)載荷在一定范圍內(nèi)所產(chǎn)生的變形是線(xiàn)彈性變形第一篇材料力學(xué)概述材料力學(xué)的研究對(duì)象變形固體抽象，一維構(gòu)件（桿、軸、梁、框架）-材料力學(xué)

機(jī)械、土木及其它工程結(jié)構(gòu)等都是由零、部件組裝而成，這些零、部件統(tǒng)稱(chēng)為構(gòu)件。二維、三維構(gòu)件（板、殼、塊）-彈性力學(xué)第一篇材料力學(xué)概述一維構(gòu)件等截面直桿等截面曲桿變截面桿第一篇材料力學(xué)概述變形固體及其理想化連續(xù)性假設(shè)

微觀(guān)不連續(xù)，宏觀(guān)連續(xù)均勻性假設(shè)

物體內(nèi)各處的力學(xué)性能完全相同各向同性假設(shè)

固體在各個(gè)方向上的力學(xué)性能完全相同小變形假設(shè)

假設(shè)物體的幾何尺寸、形狀的改變與其總的尺寸相比是很微小的。第一篇材料力學(xué)概述變形固體及其理想化連續(xù)性假設(shè)

微觀(guān)不連續(xù)，宏觀(guān)連續(xù)。認(rèn)為固體在其整個(gè)體積內(nèi)是連續(xù)的，由此可以引入無(wú)限小的概念，可以進(jìn)行極限、積分、微分等高等數(shù)學(xué)運(yùn)算。球墨鑄鐵的顯微組織普通鋼材的顯微組織第一篇材料力學(xué)概述變形固體及其理想化均勻性假設(shè)

物體內(nèi)各處的力學(xué)性能完全相同

物體的任一部份的力學(xué)性能就可以代表整體的力學(xué)性能。第一篇材料力學(xué)概述變形固體及其理想化各向同性假設(shè)

固體在各個(gè)方向上的力學(xué)性能完全相同。有些材料并非如此，比如復(fù)合材料玻璃鋼在不同的方向上力學(xué)性能差異較大。玻璃鋼型材第一篇材料力學(xué)概述變形固體及其理想化小變形假設(shè)

假設(shè)物體的幾何尺寸、形狀的改變與其總的尺寸相比是很微小的。小變形下，研究物體的靜力平衡時(shí)，均可略去小變形，而按照原始尺寸計(jì)算，從而使計(jì)算簡(jiǎn)化。A小變形下點(diǎn)A的反力矩在變形前后相差不大AA大變形下點(diǎn)A的反力矩如何？第一篇材料力學(xué)概述桿件的基本變形第一篇材料力學(xué)概述結(jié)構(gòu)工作時(shí)，任一構(gòu)件通常均受到載荷(Load)的作用。結(jié)構(gòu)必須具備必要的承載能力(1)必要的強(qiáng)度Strength(2)必要的剛度Stiffness(3)必要的穩(wěn)定性Stability第一篇材料力學(xué)概述強(qiáng)度（Strength）構(gòu)件抵抗破壞(斷裂、塑性變形)的能力稱(chēng)為強(qiáng)度第一篇材料力學(xué)概述強(qiáng)度（Strength）?第一篇材料力學(xué)概述剛度（Stiffness）構(gòu)件受載荷作用時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常工作，因而在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其具有必要的抵抗彈性變形的能力，即剛度。第一篇材料力學(xué)概述穩(wěn)定性（Stability）構(gòu)件或零部件在某些受力形式(例如軸向壓力)下其平衡形式不會(huì)發(fā)生突然轉(zhuǎn)變的能力稱(chēng)為穩(wěn)定性。第一篇材料力學(xué)概述綜合考慮強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性第一篇材料力學(xué)概述

強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性是構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的三個(gè)問(wèn)題，但對(duì)于不同的構(gòu)件以及不同的工況，又會(huì)有所區(qū)別和側(cè)重。

設(shè)計(jì)時(shí)在滿(mǎn)足“必要的強(qiáng)度、