材料力学-2016优秀教学课件优质PPT.ppt

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在外力作用下，固体内各点相对位置的在外力作用下，固体内各点相对位置的改变。

改变。

（宏观上看就是物体尺寸和形状的改变）宏观上看就是物体尺寸和形状的改变）33、内力：

、内力：

构件内由于构件内由于发生变形而产生的相发生变形而产生的相互作用力。

互作用力。

（内力随内力随外力的增大而增大外力的增大而增大）强度：

强度：

在载荷作用下，在载荷作用下，构件构件抵抗破坏抵抗破坏的能力。

的能力。

刚度：

在载荷作用下，构件在载荷作用下，构件抵抗变形抵抗变形的能力。

塑性变形塑性变形（残余变形残余变形）外力解除后不能消失外力解除后不能消失弹性变形弹性变形随外力解除而消失随外力解除而消失1.11.1材料力学的任务材料力学的任务目录目录1.11.1材料力学的任务材料力学的任务44、稳定性：

、稳定性：

在载荷在载荷作用下，作用下，构构件件保持原有保持原有平衡状态平衡状态的的能力。

能力。

强度、刚度、稳定性强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力是衡量构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承载能力的三个方面，材料力学就是研究构件承载能力的一门科学。

的一门科学。

目录目录研究构件的强度、刚度和稳定性研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的还需要了解材料的力学性能力学性能。

因此在。

因此在进行理论分析的基础上，进行理论分析的基础上，实验研究实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。

手段。

目录目录1.11.1材料力学的任务材料力学的任务材料力学的任务就是在满足强度、刚度材料力学的任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，为设计和稳定性的要求下，为设计既经济又安全既经济又安全的构的构件，提供必要的理论基础和计算方法。

件，提供必要的理论基础和计算方法。

三、材料力学的任务三、材料力学的任务若：

构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当_不满足上述要求,不能保证安全工作.若：

不恰当地加大横截面尺寸或选用优质材料_增加成本,造成浪费均不可取构件的分类：

构件的分类：

杆件、板壳杆件、板壳*、块体、块体*1.11.1材料力学的任务材料力学的任务材料力学主要研究材料力学主要研究杆件杆件等截面直杆等截面直杆等直杆等直杆四、材料力学的研究对象四、材料力学的研究对象直杆直杆轴线为直线的杆轴线为直线的杆曲杆曲杆轴线为曲线的杆轴线为曲线的杆等截面杆等截面杆横截面的大小横截面的大小形状不变的杆形状不变的杆变截面杆变截面杆横截面的大小横截面的大小或形状变化的杆或形状变化的杆目录目录1.21.2变形固体的基本假设变形固体的基本假设11、连续性假设：

、连续性假设：

认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质在外力作用下，一切固体都将发生变形，在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。

故称为变形固体。

在材料力学中，对变形固体在材料力学中，对变形固体作如下假设：

作如下假设：

目录目录灰口铸铁的显微组织灰口铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织球墨铸铁的显微组织22、均匀性假设：

、均匀性假设：

认为物体内的任何部分，其力学性能相同认为物体内的任何部分，其力学性能相同1.21.2变形固体的基本假设变形固体的基本假设普通钢材的显微组织普通钢材的显微组织优质钢材的显微组织优质钢材的显微组织目录目录1.21.2变形固体的基本假设变形固体的基本假设AABBCCFF12如右图，如右图，远小于构件的最小尺寸，远小于构件的最小尺寸，所以通过节点平衡求各杆内力时，把支所以通过节点平衡求各杆内力时，把支架的变形略去不计。

计算得到很大的简架的变形略去不计。

计算得到很大的简化。

化。

44、小变形与线弹性范围、小变形与线弹性范围33、各向同性假设：

、各向同性假设：

认为在物体内各个不同方向的力学性能相同认为在物体内各个不同方向的力学性能相同（沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性（沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性材料。

如木材、胶合板、纤维增强材料等）材料。

如木材、胶合板、纤维增强材料等）认为构件的变形极其微小，认为构件的变形极其微小，比构件本身尺寸要小得多。

比构件本身尺寸要小得多。

目录目录1.31.3外力及其分类外力及其分类外力：

外力：

来自构件外部的力（载荷、约束反力）来自构件外部的力（载荷、约束反力）按外力作用的方式分类按外力作用的方式分类体积力：

体积力：

连续分布于物体内部各点连续分布于物体内部各点的力。

的力。

如重力和惯性力如重力和惯性力表面力：

表面力：

连续分布于物体表面上的力。

如油缸内壁的如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力压力，水坝受到的水压力等均为分布力若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。

作为作用于一点的集中力。

如火车轮对钢轨如火车轮对钢轨的压力等的压力等分布力分布力：

集中力集中力：

目录目录按外力与时间的关系分类按外力与时间的关系分类载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静载。

称为静载。

静载静载：

动载动载：

载荷随时间而变化。

如交变载荷和冲击载荷如交变载荷和冲击载荷1.31.3外力及其分类外力及其分类交变载荷交变载荷冲击载荷冲击载荷目录目录内力：

内力：

外力作用引起构件内部的附加相互作用力。

求内力的方法求内力的方法截面法截面法目录目录1.41.4内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念

（1）

（1）假想沿假想沿m-mm-m横截面将横截面将杆杆切开切开

（2）

（2）留下留下左半段或右半段左半段或右半段（3）（3）将弃去部分对留下部将弃去部分对留下部分的作用用内力分的作用用内力代替代替（4）（4）对留下部分写对留下部分写平衡平衡方方程，求出内力的值。

程，求出内力的值。

FFSSMMFFFFFFFFaa目录目录1.41.4内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念例如例如例例1.11.1钻床钻床求：

求：

截面截面m-mm-m上的内力。

上的内力。

用截面用截面m-mm-m将钻床截为两部分，取上半部将钻床截为两部分，取上半部分为研究对象，分为研究对象，解：

解：

受力如图：

1.41.4内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念列平衡方程列平衡方程:

目录目录FFNNMM目录目录1.41.4内力、截面法和应力的概念内力、截面法和应力的概念为了表示内力在一点处的强度，引入为了表示内力在一点处的强度，引入内力内力集度集度,即即应力应力的概念。

的概念。

平均应力平均应力CC点的应力点的应力应力是矢量，应力是矢量，通常分解为通常分解为正应力正应力切应力切应力应力的国际单位为应力的国际单位为PaPa（帕斯卡）（帕斯卡）1Pa=1N/m1Pa=1N/m221kPa=101kPa=1033N/mN/m221MPa=101MPa=1066N/mN/m221GPa=101GPa=1099N/mN/m221.51.5变形与应变变形与应变1.1.位移位移刚性位移；

刚性位移；

MMMM变形位移。

变形位移。

2.2.变形变形物体内任意两点的相对物体内任意两点的相对位置位置发生变化。

发生变化。

取一微正六面体取一微正六面体两种基本变形：

两种基本变形：

线变形线变形线段长度的变化线段长度的变化DxDx+DsxyogMMLNLN角变形角变形线段间夹角的变化线段间夹角的变化目录目录3.3.应变应变xx方向的平均应变：

方向的平均应变：

正应变（线应变）正应变（线应变）1.51.5变形与应变变形与应变DxDx+DsxyogMMLNLNMM点处沿点处沿xx方向的应变：

方向的应变：

切应变（角应变）切应变（角应变）类似地，可以定义类似地，可以定义MM点在点在xyxy平面内的平面内的切应变为：

切应变为：

均为无量纲的量。

目录目录1.51.5变形与应变变形与应变例例1.21.2已知：

已知：

薄板的两条边薄板的两条边固定，变形后固定，变形后ab,ad仍为直线。

仍为直线。

250200adcba0.025gab,ad两边夹角的变化：

两边夹角的变化：

即为切应变即为切应变。

目录目录求：

ab边的边的m和和ab、ad两边夹两边夹角的变化角的变化。

拉压变形拉压变形拉伸（压缩）、剪切、扭转、弯曲拉伸（压缩）、剪切、扭转、弯曲剪切变形剪切变形杆件的基本变形：

杆件的基本变形：

目录目录1.61.6杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式扭转变形扭转变形弯曲变形弯曲变形目录目录1.61.6杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式第二章第二章拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切

（1）

（1）目目录录第二章第二章拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切目目录录2.12.1轴向拉伸与压缩的概念和实例轴向拉伸与压缩的概念和实例2.22.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力力和应力2.32.3直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力2.42.4材料拉伸时的力学性能材料拉伸时的力学性能2.52.5材料压缩时的力学性能材料压缩时的力学性能2.72.7失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算2.82.8轴向拉伸或压缩时的变形轴向拉伸或压缩时的变形2.92.9轴向拉伸或压缩的应变能轴向拉伸或压缩的应变能2.102.10拉伸、压缩超静定问题拉伸、压缩超静定问题2.112.11温度应力和装配应力温度应力和装配应力2.122.12应力集中的概念应力集中的概念2.132.13剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算2.12.1轴向拉伸与压缩的概念和实例轴向拉伸与压缩的概念和实例目目录录2.12.1轴向拉伸与压缩的