第五章材料力學(xué)概述材料力學(xué)緒論緒論研究物體受力后的內(nèi)在表現(xiàn)，即：變形規(guī)律和破壞特征。請(qǐng)問老師，材料力學(xué)主要研究什么？§5-1

強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的概念

§5-2

變形體的基本假設(shè)§5-3內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念緒論§5-4變形與應(yīng)變§5-5桿件變形的基本形式緒論

列奧納多·達(dá)·芬奇(1452-1519)意大利文藝復(fù)興時(shí)期畫家,科學(xué)家,人類智慧的象征.是意大利文藝復(fù)興時(shí)期最負(fù)盛名的藝術(shù)大師。

擅長畫畫，雕塑，建筑房屋，發(fā)明武器，設(shè)計(jì)過世界上第一個(gè)飛行機(jī)；他又是一個(gè)醫(yī)學(xué)家、音樂家、戲劇家、數(shù)學(xué)家、科學(xué)家、力學(xué)家和工程師，而且在物理學(xué)、地理學(xué)和植物學(xué)等其它科學(xué)的研究上也很有成就。緒論緒論緒論緒論§5-1強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的概念緒論強(qiáng)度（STRENGTH）：是指構(gòu)件在外力作用下抵抗破壞的能力。剛度（RIGIDITY）：是指構(gòu)件在外力作用下抵抗變形的能力。穩(wěn)定性（STABILITY)：是指構(gòu)件在外力作用下保持其原有平衡狀態(tài)的能力。工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械正常工作應(yīng)滿足的要求：材料力學(xué)的任務(wù)在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。緒論材料力學(xué)的研究方法實(shí)驗(yàn)分析和理論研究1、強(qiáng)度：構(gòu)件在外力作用下抵抗破壞的能力。緒論2、剛度：構(gòu)件的抗變形能力。緒論強(qiáng)度和剛度緒論強(qiáng)度、剛度問題緒論緒論3、穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力緒論兵器工業(yè)兵器工業(yè)緒論民用航空緒論緒論空間站和航天器緒論車輛與道路緒論橋梁建筑海洋石油鉆井平臺(tái)緒論§5-2變形體的基本假設(shè)

緒論力對(duì)物體的作用效應(yīng)

運(yùn)動(dòng)效應(yīng)（外效應(yīng)）變形效應(yīng)（內(nèi)效應(yīng)）緒論

思考一下：靜力學(xué)中的定理對(duì)于物體的適用性？(a)(b)

請(qǐng)?bào)w會(huì)一下下圖的區(qū)別！理論力學(xué)與生活經(jīng)驗(yàn)是否相同？緒論變形固體：構(gòu)件是由固體材料制成，固體在外力作用下要變形。

剛體變形體物體模型原型如何來體現(xiàn)變形效應(yīng)？

緒論灰口鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織1、連續(xù)性假設(shè)（Continuity）：物質(zhì)密實(shí)地充滿物體所在空間，毫無空隙。（可用微積分?jǐn)?shù)學(xué)工具）

緒論優(yōu)質(zhì)鋼材的顯微組織普通鋼材的顯微組織緒論均勻不均勻2、均勻性假設(shè)（Homogeneity）：物體內(nèi)各處的力學(xué)性質(zhì)完全相同。緒論各向異性各向同性3、各向同性假設(shè)（Isotropy）：組成物體的材料沿各方向的力學(xué)性質(zhì)完全相同。（這樣的材料稱為各項(xiàng)同性材料；沿各方向的力學(xué)性質(zhì)不同的材料稱為各項(xiàng)異性材料。）

緒論小變形大變形4、小變形假設(shè)（Smalldeformation）：材料力學(xué)所研究的構(gòu)件在載荷作用下的變形與原始尺寸相比甚小，故對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析時(shí)可忽略其變形。保證幾何上的線性。

緒論一、外力

外力表面力體積力（如慣性力、自重等）集中力（如點(diǎn)接觸壓力等）分布力（如水壓力等）§5-3內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念

緒論載荷動(dòng)載荷靜載荷（如重力等）交變載荷（如齒輪嚙合力等）沖擊載荷（如突然剎車等）

靜載荷較簡(jiǎn)單，其理論和研究方法可作為解決動(dòng)載荷問題的基礎(chǔ)，故優(yōu)先研究。緒論二、內(nèi)力

指由外力作用所引起的、物體內(nèi)相鄰部分之間分布內(nèi)力系的合成（附加內(nèi)力）。內(nèi)力與外力平衡內(nèi)力與內(nèi)力平衡緒論三、截面法

內(nèi)力的計(jì)算是分析構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等問題的基礎(chǔ)。求內(nèi)力的一般方法是截面法。1.截面法的基本步驟：①截：在所求內(nèi)力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二。③代：在截開面上用相應(yīng)的內(nèi)力（力或力偶）代替棄去部分對(duì)留下部分的作用。（假設(shè)為正的內(nèi)力）④平：對(duì)留下的部分建立平衡方程，根據(jù)其上的已知外力來計(jì)算桿在截開面上的未知內(nèi)力（此時(shí)截開面上的內(nèi)力對(duì)所留部分而言是外力）。②取：任取一部分為研究對(duì)象。緒論FNx=FFFFFFFFM＝M0M0M0M0M0M0M0M0緒論截面法求內(nèi)力舉例：求桿AB段和BC段的內(nèi)力2PN1N22PPABC2PPP1122緒論四、應(yīng)力的概念1.定義：由外力引起的內(nèi)力集度。表征分布內(nèi)力系在截面某一點(diǎn)的強(qiáng)弱程度。

P

AM①平均應(yīng)力：②全應(yīng)力（總應(yīng)力）：2.應(yīng)力的表示：?jiǎn)挝粸镻a或者M(jìn)Pa1MPa=106Pa緒論③全應(yīng)力分解為：p

M

垂直于截面的應(yīng)力稱為“正應(yīng)力”

(NormalStress)；位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為“剪應(yīng)力”(ShearingStress)。緒論§5-4變形與應(yīng)變

一、變形在外力作用下，變形固體尺寸和形狀的改變。為點(diǎn)的位移。因固體受到約束，無剛性位移，故其位移完全由變形引起。緒論二、應(yīng)變微小正六面體----單元體的變化，投影到xy面1.平均應(yīng)變表示線段每單位長度的平均伸長和縮短。緒論2.線應(yīng)變稱為M沿x方向的線應(yīng)變，簡(jiǎn)稱應(yīng)變。類似的方法可以得到M沿y和z方向的線應(yīng)變。3.角應(yīng)變夾角的改變，稱為M點(diǎn)在xy平面內(nèi)的切應(yīng)變或者角應(yīng)變。線應(yīng)變和角應(yīng)變?yōu)槎攘恳稽c(diǎn)變形程度的兩個(gè)基本量，量綱為一。均為微量，其平方或乘積均為高階微量，有時(shí)可忽略。緒論§5-5桿件變形的基本形式

一、研究對(duì)象緒論材料力學(xué)以“梁、桿”為主要研究對(duì)象緒論工程中多為梁、桿結(jié)構(gòu)緒論拉伸(Tension)BAABBBCCBAC二、桿件變形的基本形式緒論壓縮(Compression)受力：作用于桿件兩端的外力大小相等，方向相反，且與桿件軸線重合。變形：桿件變形是沿軸線的方向伸長或縮短。緒論剪切(DirectShear)受力：桿件兩側(cè)作用大小相等，方向相反，作用線相距很近的外力。變形：桿件的兩部分沿外力作用方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，由矩形變?yōu)槠叫兴倪呅巍?/p>

緒論扭轉(zhuǎn)(torsion)受力：在垂直于桿軸線的平面內(nèi)作用一對(duì)大小相等，方向相反的外力偶。變形：桿件的任意兩個(gè)橫截面發(fā)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。緒