1、,第一章 緒論及基本概念,緒論及基本概念,2、構(gòu)件安全性指標 失效由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常功能（承載能力）的現(xiàn)象.具體體現(xiàn)在三方面: 強度：構(gòu)件抵抗破壞的能力 剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力 穩(wěn)定性：構(gòu)件維持其原有平衡狀態(tài)的能力,1、結(jié)構(gòu)：建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分。 構(gòu)件：組成結(jié)構(gòu)的單個部分 荷載：結(jié)構(gòu)受到的外力和重量,另外： 經(jīng)濟性要求,3、工程力學(xué)(下)研究對象及任務(wù),工程力學(xué)(下)研究的對象: 變形固體,一、 工程力學(xué)(下)的任務(wù),材料力學(xué)(下)的任務(wù)：在滿足強度、剛度與穩(wěn)定性的要求下,為設(shè)計既安全又經(jīng)濟的構(gòu)件,提供必要的基本理論與計算方法。,緒論及基本概念,強度失效,強度

2、失效,剛度失效,穩(wěn)定失效,強度、穩(wěn)定失效,緒論及基本概念,穩(wěn)定問題,緒論及基本概念,機械或結(jié)構(gòu)中的各種構(gòu)件，都是由各種 材料制成的，由這些材料組成的固體，在外力 作用下，都會發(fā)生形狀及尺寸的改變，即變形。,變 形,彈性變形,塑性變形,二、 變形固體的性質(zhì)及基本假設(shè),緒論及基本概念,1、變形固體基本性質(zhì),可變形固體,彈性及彈性變形,相對微小,塑性及塑性變形,各向同性假設(shè),均勻性假設(shè),連續(xù)性的假設(shè),2、變形固體基本假設(shè),工程力學(xué)(下)的材料,連續(xù)、均勻和各向同性的可變形固體,彈性變形、小變形,緒論及基本概念,工程力學(xué)(下)實際上是在彈性范圍內(nèi)研究構(gòu)件的承載能力,三、 工程力學(xué)(下)主要研究對象（桿

3、件）的幾何特征,實體,板,桿件,工程力學(xué)(下) 的主要研究對象,直桿,曲桿,等截面桿,變截面桿,主要：等直桿,緒論及基本概念,工程中多為梁、桿結(jié)構(gòu),緒論及基本概念,1. 外力:來自構(gòu)件外部的力.,四. 外力,內(nèi)力,截面法應(yīng)力的概念,論,緒論及基本概念,周圍物體對所研究的構(gòu)件施加的作用力,分表面力和體積力,靜載荷和動載荷,2. 內(nèi)力:因外力而引起的附加相互作用力,F 原有內(nèi)力,材料力學(xué)中的內(nèi)力,F 附加內(nèi)力,論,緒論及基本概念,彈性體受力后，由于變形，其內(nèi)部各點均會 發(fā)生相對位移，因而產(chǎn)生相互作用力。,1).彈性體內(nèi)力的特征: (1)連續(xù)分布力系 (2)與外力組成平衡力系(特殊情形下內(nèi)力 本身形

4、成自相平衡力系),緒論及基本概念,（2）. 內(nèi)力主矢與內(nèi)力主矩,這些內(nèi)力(軸力、剪力、扭矩、彎矩) 產(chǎn)生各種各樣變形效應(yīng)。,3)截面法,假想用截面把構(gòu)件分成兩部分，以顯示并確定內(nèi)力的方法。如圖1-5所示： 截面的兩側(cè)必定出現(xiàn)大小相等，方向相反的內(nèi)力； 被假想截開的任一部分上的內(nèi)力必定與外力相平衡。,SFX=0：+FN-F=0 FN=F,SFX=0：-FN+F=0 FN=F,截面法,切取,代替,平衡,單位： N(牛頓)或kN(千牛),緒論及基本概念,例1-1 鉆床如圖1-6a所示，在載荷P作用下，試確定截面mm上的內(nèi)力。 解：（1）沿mm截面假想地將鉆床分成兩部分。取mm截面以上部分進行研究（圖

5、1-6b），并以截面的形心O為原點。選取坐標系如圖所示。 （2）為保持上部的平衡，mm 截面上必然有通過點O的內(nèi)力N 和繞點O的力偶矩M。 （3）由平衡條件,因此用截面法求內(nèi)力可歸納為四個字： 1）截：欲求某一截面的內(nèi)力，沿該截面將構(gòu)件假想地截成兩部分。 2）?。喝∑渲腥我獠糠譃檠芯繉ο?，而棄去另一部分。 3）代：用作用于截面上的內(nèi)力，代替棄去部分對留下部分的作用力。 4）平：建立留下部分的平衡條件，由外力確定未知的內(nèi)力。,緒論及基本概念,4). 應(yīng)力,1)、應(yīng)力的概念,應(yīng)力：桿件截面上的 分布內(nèi)力集度 應(yīng)力: 單位面積上的內(nèi)力,平均應(yīng)力,一點處的總應(yīng)力,緒論及基本概念,位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為“

6、 剪應(yīng)力”,垂直于截面的應(yīng)力稱為“ 正應(yīng)力”,緒論及基本概念,桿原長為l，直徑為d。受一對軸向拉力F的作用，發(fā)生變形。變形后桿長為l1，直徑為d1。,其中：拉應(yīng)變?yōu)檎?壓應(yīng)變?yōu)樨摗?軸向(縱向)應(yīng)變：,研究一點的線應(yīng)變： 取單元體積為xyz,該點沿x軸方向的線應(yīng)變?yōu)椋?x方向原長為x，變形后其長度改變量為x,五 .變形與應(yīng)變,橫向應(yīng)變：,緒論及基本概念,例1-2 圖1-9a所示為一矩形截面薄板受均布力p作用，已知邊長l=400mm，受力后沿x方向均勻伸長l=0.05mm。試求板中a點沿x方向的正應(yīng)變。 解：由于矩形截面薄 板沿x方向均勻受力， 所以平均應(yīng)變即a點沿 方向的正應(yīng)變:,x方向,角應(yīng)變,如圖1-8b，正交線段MN和ML經(jīng)變形后，分別是,和,變形前后其角度的變化是,當(dāng)N和L趨近于M時，上述角度變化的極限值是:,稱為M點在xy平面內(nèi)的剪應(yīng)變或角應(yīng)變。 剪應(yīng)變即微單元體兩棱角直角的改變量，為無量綱量。,例1-3 圖1-9b所示為一嵌于四連桿機構(gòu)內(nèi)的薄方板，b=250mm。若在p 力作用下CD桿下移b=0.025，試求薄板中a點的剪應(yīng)變。 解：由于薄方板變形受四連桿機構(gòu)的制