緒論及基本概念第一章?

材料力學的任務?

材料力學與生產(chǎn)實踐的關系?

可變形固體的性質及其基本假設?

內力截面法?應力?

桿件的分類?桿件變形的基本形式11-1 材料力學的任務一、研究對象荷載（分靜荷載、動荷載）——

各構件在正常工作情況下一般承受的力。構件：組成結構或機械的單個部分二、研究內容構件的強度、剛度、穩(wěn)定性及材料的

力學性質。

外力——荷載和約束力2構件——組成結構的各單獨部分。結構——建筑物中用以承受荷載而起骨架作用的部分。纜索與立柱橋墩橋面結構3FM1q(x)qM2集中力F——單位用牛頓

N或

千kN

表示。集中力偶

M——

單位用牛.米

N.m

或

千牛.米kN.m

表示。分布荷載

q(x)

——單位用牛頓/米

N/m或

千牛

kN/m

表示。均布荷載

q——是常量。常見的荷載42.在荷載作用下構件所產(chǎn)生的變形應不超過工程上允許的范圍，即要求有足夠的剛度。強度：構件抵抗破壞的能力1.在荷載作用下構件應不致于破壞（斷裂），即應具有足夠的強度。剛度：構件抵抗變形的能力3.承受荷載作用時，構件在其原有形狀下的平衡應保持為穩(wěn)定的平衡，即要滿足穩(wěn)定性的要求。穩(wěn)定性：構件維持其原有平衡形式的能力受一定外力作用的構件，要求能正常工作，一般須滿足以上三方面要求。

5足夠的強度必須的剛度足夠的穩(wěn)定性構件的承載能力6

強度是指構件或零部件具有的一種能力：在確定的外力作用下，不發(fā)生破裂或過量塑性變形的能力.4.75m7

剛度是指構件或零部件具有的另一種能力：在確定的外力作用下，其彈性變形或位移不超過工程允許范圍的能力.8

穩(wěn)定性是指構件或零部件在某些受力形式（例如軸向壓力）下具有的能力：在這些受力形式下，構件或零部件的平衡形式不會發(fā)生突然轉變的能力。9三、研究方法

材料力學的任務:設計構件時，在保證滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求的前提下，還必須盡可能合理選用材料和降低材料的消耗量，以節(jié)約資金或減輕構件的自重。傳統(tǒng)方法：理論方法與實驗方法；計算機分析方法10

1-2材料力學與生產(chǎn)實踐的關系

20世紀產(chǎn)生的諸多高新技術，如高層建筑、大跨度橋梁、海洋平臺、精密儀器、航空航天器、機器人、高速列車以及大型水利工程等許多重要工程更是在力學指導下得以實現(xiàn)，并不斷發(fā)展完善的。

20世紀以前，推動近代科學技術與社會進步的蒸汽機、內燃機、鐵路、橋梁、船舶、兵器等，無一不是力學知識的累積、應用和完善的基礎上逐漸形成和發(fā)展起來的。11高層建筑12

大跨度橋梁13航空航天器14除上述工業(yè)部門的工程外，還有一些非工業(yè)工程也都與力學密切相關，如體育運動工程，賽車結構為什么前細后粗？車輪也是前小后大？等等。另有一些高新技術，如核反應堆工程、電子工程、計算機工程等，雖然是在其他基礎學科指導下產(chǎn)生和發(fā)展起來的，但都對力學提出了各式各樣的、大大小小的問題。如核反應堆壓力殼在高溫和壓力作用下，其壁厚的設計？等等。15展望21世紀，力學加上不斷進步的電子計算機必將成為工程新設計的主要手段。

分析一些重大災難事件，也不難發(fā)現(xiàn)力學在工程設計中的重要地位。16著名的海難事件：泰坦尼克號沉船事件17

美國橋倒塌事件18

1-3可變形固體的性質及其基本假設二、可變形固體的幾種基本假設一、可變形固體：在荷載作用下發(fā)生變形的固體。1.連續(xù)假設物體在其整個體積內充滿了物質而毫無空隙，其結構是密實的。物體內各點處的力學性質是完全相同的。2.均勻假設變形——尺寸的改變和形狀的改變19(1)變形必須滿足幾何相容條件，即變形后的固體既不引起

“空隙”，也不產(chǎn)生“擠入”現(xiàn)象。

材料在各個方向的力學性質相同。3.各向同性假設(3)從物體內任意一點處取出的體積單元，其力學性能都能代表整個物體的力學性能。 (2)把某些力學量看作固體上點的位置連續(xù)函數(shù)時，可進行

極限分析。20(a)變形后兩部分相互重疊(b)變形后兩部分相互分離(c)變形后兩部分協(xié)調一致變形前21la+b三、彈性變形和塑性變形彈性變形：卸除荷載后能完全消失的那一部分變形。塑性變形：卸除荷載后不能完全消失而殘留下來的那部分變形。l+a+b:加載后的桿長l+a:卸載后的桿長bab：彈性變形a：塑性變形22構件材料的力學模型

連續(xù)、均勻、各向同性的可變形固體，且在大多數(shù)場合下局限在彈性變形

范圍內和小變形

條件下進行研究。 小變形：變形遠小于構件的原始尺寸。23FBAl小變形下，在考慮靜力平衡，靜力等效等問題時，可以將變形略去，按變形前的原始尺寸計算。 FmARANA不用24CAB答：不能變形體與剛體的區(qū)別ABAB桿產(chǎn)生變形只有AC段產(chǎn)生變形25

1-4材料力學研究對象的幾何特征一、

構件的分類構件大致可以歸納為四的分類：桿，板，殼和塊體。桿有兩個主要的幾何特征：1.縱向尺寸（長度）遠比橫向尺寸大得多的構件稱為桿。軸線_____所有橫截面形心的連線橫截面_____垂直于桿件長度的截面26等直桿——

等截面的直桿（材料力學研究的主要對象）直桿——

軸線為直線的桿件曲桿——

軸線為曲線的桿件等截面桿——

各橫截面尺寸不變的桿橫截面軸線形心27等截面桿——橫截面相同的桿件桿件分類變截面桿——橫截面不同的桿件直桿曲桿折桿階梯變截面桿連續(xù)變截面桿28中面為平面的構件稱為板（平板）中面為曲面的構件稱為殼（曲板）板殼2.如果構件一個方向的尺寸厚度遠小于其它兩個方向的尺寸，平分板這種構件的面稱為中面

293.三個方向尺寸差不多的構件（同量級）稱為塊體板殼塊體30§1-5桿件變形的基本形式1.拉伸或壓縮

當桿件兩端承受沿軸線方向的拉力或壓力載荷時，桿件將產(chǎn)生軸向伸長或壓縮變形。31§1-5桿件變形的基本形式2.剪切

在平行于桿橫截面的兩個相距很近的平面內，方向相對地作用著兩個橫向力，當這兩個力相互錯動并保持二者之間的距離不變時，桿件將產(chǎn)生剪切變形。32§1-5桿件變形的基本形式3.扭轉

當作用在桿件上的力組成作用在垂直于桿軸平面內的力偶Me時，桿件將產(chǎn)生扭轉變形，即桿件的橫截面繞其軸相互轉動。33§1-5桿件變形的基本形式4.平面彎曲

當外加力偶M或外力作用于桿件的縱向平面內時，桿件將發(fā)生彎曲變形，其軸線將變成曲線。34§1-5桿件變形的基本形式5.組合受力與變形由基本受力形式中的兩種或兩種以上所共同形成的受力與變形形式即為組合受力與變形。

35結論與討論1.關于靜力學模型與材料力學模型所有工程結構的構件，實際上都是可變形的彈性體，當變形很小時，變形對物體運動效應的影響甚小，因而在研究運動和平衡問題時一般可將變形略去，從而將彈性體抽象為剛體。從這一意義講，剛體和彈性體都是工程構件在確定條件下的簡化力學模型。

36結論與討論2.關于靜力學概念與原理在材料力學中的可用性與限制性請判斷下列簡化在什么情形下是正確的，什么情形下是不正確的：注意彈性體模型與剛體模型的區(qū)別與聯(lián)系—剛體模型適用的概念、原理、方法，對彈性體可用性與限制性。諸如：力系的等效與簡化；平衡原理與平衡方法，等。37結論與討論請判斷下列簡化在什么情形下是正確的，什么情形下是不正確的：2.關于靜力學概念與原理在材料力學中的可用性與限制性38入門數(shù)學物理學理論力學其他建筑材料建筑結構結構力學彈性力學機械零件機械原理其他材料力學39材料力學是一門很重要的技術