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1、材料力学,机设0504-05班,材料力学,主讲：黄 豪,电话：62587059E-mail:,武汉理工大学交通学院结构工程系,材料力学,第一章 绪 论,第一章 绪 论,1-1 材料力学的任务,1-2 材料力学的基本假设,1-3 材料力学的研究对象,1-4 杆件变形的基本形式,1-5 内力、截面法,1-6 应力的概念,力,物体,运动（外部效应）,破坏,材料力学研究受力物体的变形和破坏的规律,变形（内部效应）,1-1 材料力学的任务,动画 1,动画2,动画3,动画4,动画5,强度抵抗破坏的能力,构件的承载能力：,刚度抵抗变形的能力,稳定性保持原有平衡状态的能力,构件：工程结构或机械的最小组成部分。
2、,绪 论,1、强度：构件抵抗破坏的能力,绪 论,2、刚度：构件抵抗变形的能力,动画6,保持原有平衡状态的能力,3.稳定性:,绪 论,动画5,绪 论,稳定性：保持原有平衡状态的能力,绪 论,要解决安全与经济的矛盾,好材料、大尺寸安全,成本高、重量重不经济,材料力学的任务,绪 论,研究构件在外力作用下变形和破坏的规律；在保证构件满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料；为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。,1-2 材料力学的基本假设,一、连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。（可用连续函数表示各物理量）,二、均匀性假设：物体内，各处
3、的力学性质完全相同。,三、各向同性假设：组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同（这样的材料称为各向同性材料)。,木材为各向异性材料,(沿各方向的力学性质不同的材料称为各向异性材料。）,四、小变形条件：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。,塑性变形载荷去掉后不能够消失的那部分变形。,弹性变形载荷去掉后能够消失的那部分变形。,1-3 材料力学主要研究对象,材料力学主要研究对象为等截面直杆,工程中多为梁、杆结构,大型桥梁的强度 刚度 稳定问题,上海南浦大桥,南京长江大桥,海洋石油钻井平台,1-4 杆件变形的基本形式,拉伸(压缩),扭转,弯曲
4、,1-5 内力、截面法,一、内力,内力:指由外力作用所引起的附加内力（分布力系）。,内力质点与质点之间的相互作用力,内力=固有内力+附加内力,外力,（强度、刚度、稳定性）,附加内力,(1)在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件分为两部分。任取一部分作为研究对象，并弃去另部分。,二、截面法,(1)在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件分为两部分。任取一部分作为研究对象，并弃去另部分。,(2)其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截开面上相应的内力代替。,二、截面法,F1,F2,F4,F3,内力是分布力系，可以求出该分布力系向形心简化的主矢和主矩。,（3）平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已
5、知外力来计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）。,例,求m-m截面上的内力。,1-6 应力的概念,内力是分布力系。工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。,应力一点处内力集（中程）度。,1.应力的概念：,（1）平均应力：,（2）全应力（总应力）：,2.应力的表示：,p,p称为C点的应力。p是一个矢量。,拉压,（3）全应力的分解：,正应力垂直于截面；,切应力位于截面内。,正应力（Normal Stress）和切应力(Shearing Stress),（4）应力的单位：,1Pa=1N/m2,1MPa=1106N/m2,1GPa=1109N/m2,10kg/cm2=1MPa,
