材料力學(xué)安陽工學(xué)院第一章緒論緒論1.1材料力學(xué)的任務(wù)和研究對象1.2材料力學(xué)的基本假設(shè)1.3外力與內(nèi)力1.4應(yīng)力與應(yīng)變1.5桿件變形的基本形式緒論重點：1.截面法和內(nèi)力、應(yīng)力的概念；2.桿件變形的基本形式。難點：對應(yīng)力和應(yīng)變概念額理解。1.1材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象一、材料力學(xué)的研究對象1、構(gòu)件：建筑物或機械的各組成部分。1.1材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象2、構(gòu)件的分類桿件——縱向尺寸（長度）遠比橫向尺寸大得多的構(gòu)件。直桿——軸線為直線的桿。曲桿——軸線為曲線的桿。等截面直桿——橫截面的形狀和大小不變的直桿。1.1材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象板和殼：構(gòu)件一個方向的尺寸（厚度）遠小于其它兩個方向的尺寸。板塊件：三個方向（長、寬、高）的尺寸相差不多的構(gòu)件。殼塊體1.1材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象二、材料力學(xué)的任務(wù)強度：載荷作用下，構(gòu)件不能發(fā)生破壞。1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象剛度：載荷作用下，構(gòu)件不能有過大的變形。1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象穩(wěn)定性：載荷作用下，能保持原有形狀的平衡。千斤頂內(nèi)燃機的挺桿內(nèi)燃機挺桿1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象1.1

材料力學(xué)的任務(wù)與研究對象在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟的代價，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料，而提供必要的理論基礎(chǔ)和計算方法。材料力學(xué)的任務(wù)：1.2

材料力學(xué)的基本假設(shè)1、連續(xù)性假設(shè)：認為整個物體體積內(nèi)毫無空隙地充滿物質(zhì)。2、均勻性假設(shè)：認為物體內(nèi)任何部分的力學(xué)性能相同。普通鋼材的顯微組織優(yōu)質(zhì)鋼材的顯微組織1.2

材料力學(xué)的基本假設(shè)3、各向同性假設(shè)：認為在物體內(nèi)各個不同方向的力學(xué)性能相同。各向同性材料各向異性材料1.2

材料力學(xué)的基本假設(shè)4、小變形假設(shè)：認為構(gòu)件的變形極其微小，比構(gòu)件本身尺寸要小得多。

如下圖，δ遠小于構(gòu)件的最小尺寸，所以通過節(jié)點平衡求各桿內(nèi)力時，把支架的變形略去不計。計算得到很大的簡化。ABCFδ1δ21.3

外力與內(nèi)力

外力：來自構(gòu)件外部的力（載荷、約束反力）。按外力作用的方式分類體積力：作用在構(gòu)件各質(zhì)點上的外力（如重力,慣性力）。表面力：作用在構(gòu)件表面的外力。1.3

外力與內(nèi)力表面力按分布情況分類分布力：連續(xù)分布在構(gòu)件表面某一范圍。集中力：分布力作用范圍遠小于構(gòu)件表面面積。水壩火車按載荷隨時間的變化情況分類靜載荷：載荷隨時間不變化或變化極緩慢如自重，貨物對車的壓力等。動載荷：載荷隨時間變化顯著。如鍛造時空氣錘的沖擊力。1.3外力與內(nèi)力1.3外力與內(nèi)力內(nèi)力：外力作用引起構(gòu)件內(nèi)部相鄰部分的附加相互作用力。mmmmmm1.3外力與內(nèi)力FN－沿橫截面軸線的內(nèi)力分量－軸力Foy,Foz－作用線位于所切橫截面的內(nèi)力分量－剪力T－矢量沿軸線的內(nèi)力偶矩分量－扭矩My,Mz

－矢量位于所切橫截面的內(nèi)力偶矩分量－彎矩1.3外力與內(nèi)力求內(nèi)力的方法

—截面法(1)截：假想沿某一橫截面將桿切開；(2)?。毫粝伦蟀攵位蛴野攵?；(3)代：將棄去部分對留下部分的

作用用內(nèi)力代替；(4)平：對留下部分寫平衡方程，

求出內(nèi)力的值。留下受力簡單的部分。1.3

外力與內(nèi)力例1-1

鉆床受力如圖，求：截面m-m上的內(nèi)力。用截面m-m將鉆床截為兩部分，取上半部分為研究對象，以截面形心O為原點，分析受力情況：解：列平衡方程:1.4

應(yīng)力與應(yīng)變材料、外力、長度均一樣，只有橫截面面積不同，誰先斷？截面面積小的先斷桿的強度不僅與內(nèi)力有關(guān)與橫截面面積也有關(guān)1.4應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力：內(nèi)力在橫截面上分布的密集程度。1、應(yīng)力定義2、應(yīng)力的表示方法——平均應(yīng)力——C點的應(yīng)力（全應(yīng)力）應(yīng)力是矢量，通常分解為：—

正應(yīng)力；—

切應(yīng)力應(yīng)力的國際單位為Pa（帕斯卡）；1Pa=1N/m21kPa=103N/m2；1MPa=106N/m2；1GPa=109N/m21.4

應(yīng)力與應(yīng)變1.4

應(yīng)力與應(yīng)變3、變形物體內(nèi)任意兩點的相對位置發(fā)生變化。取一微正六面體作為單元體，兩種基本變形：線變形

——

線段長度的變化

DxDx+DsxyogMM'LNL'N'角變形

——線段間夾角的變化MNL1.4

應(yīng)力與應(yīng)變4、應(yīng)變x方向的平均應(yīng)變：

（1）

正應(yīng)變（線應(yīng)變）DxDx+DsxyogMM'LNL'N'M點處沿x方向的應(yīng)變：正應(yīng)變(線應(yīng)變）DxDx+DsxyogMM'LNL'N'1.4

應(yīng)力與應(yīng)變切應(yīng)變（角應(yīng)變）M點在xy平面內(nèi)的切應(yīng)變?yōu)椋海?）切應(yīng)變（角應(yīng)變）1.5桿件變形的基本形式1、軸向拉伸或壓縮軸向拉伸(b)軸向壓縮受力特點：是由大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的一對力引起的。變形特點:桿件長度的伸長或縮短。起吊重物的鋼索

桁架結(jié)構(gòu)1.5桿件變形的基本形式2、剪切受力特點：作用于桿件的是一對垂直于桿件軸線的橫向力，它們的大小相等、方向相反、作用線相互平行且靠得很近。變形特點：受剪桿件的兩部分沿外力作用方向發(fā)生相對錯動。1.5桿件變形的基本形式FF螺栓螺栓連接m軸鍵齒輪鍵連接1.5桿件變形的基本形式1.5桿件變形的基本形式3、扭轉(zhuǎn)mm受力特點：由大小相等、轉(zhuǎn)向相反、作用面都垂直于桿軸線的兩個力偶引起的。變形特點:桿件的任意兩個橫截面發(fā)生繞軸線的相對轉(zhuǎn)動。1.5桿件變形的基本形式4、彎曲受力特點:在包含桿件軸