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1、第4章,材料力学概述,#材料力学研究的对象#材料力学的任务#杆件变形的基本形式#外力和内力,内容提要,从今天起开始学习材料力学部分，要研究变形体,4.最后导出工程构件静力学设计的理论成果与数学公式,1.讨论物体受力后发生变形；,2.由于变形而在其内部产生的作用力（附加内力）的规律；,3.由于受力而产生的变形与附加内力而产生的失效及控制失效的准则或条件；,1、材料力学的任务,在生产实际中，各种机械和工程结构得到广泛应用。组成机械的零件和结构的元件，统称为构件。,举两个例子,可以概括为：一、设计工程构件，以保证其强度、刚度、稳定性；,二、研究材料在各种条件（如不同外力、温度作用下）下的力学行为,简
2、易压力机横梁、连杆受力可能破坏,横梁,轴销,活塞杆,气缸,连杆,上平台,工件,下平台,变速器传动轴受力变形、工作失稳,齿轮,传动轴,对构件设计的要求,构件应具备足够的强度（即抵抗破坏的能力），以保证在规定的使用条件下不致发生破坏。构件应具备足够的刚度（即抵抗变形的能力），以保证在规定的使用条件下不产生过分的变形。构件应具备足够的稳定性（即维持其原有平衡形式的能力），以保证在规定的使用条件下不产生失稳现象。,材料力学的任务,由上述三项构件安全工作的基本要求可以看出：如何合理的选用材料（既安全又经济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺寸，便成为构件设计中十分重要的问题。材料力学的主要任务是：研究构
3、件在外力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。,2、材料力学研究的对象,材料力学主要研究杆件,横向尺寸远小于纵向尺寸的构件,横截面,轴线,截面形心,3、杆件变形的基本形式,#轴向拉伸与压缩#剪切与挤压#扭转#弯曲,（1）轴向拉伸和压缩,拉伸变细变长,压缩变短变粗,拉力与压力都是沿杆的轴线方向,（2）剪切和挤压,剪切变形,挤压变形,剪切变形,（3）扭转,（4）弯曲,4、外力、内力与应力,外力是指由其他物体施加的力或由物体本身的质量引起的力,内力是指在外力作用下物体内各个部分之间的作用力,外力的正负号取决于所建立的坐标系，与坐标轴同向为正反向为负。,内力的正负号根据规定，不同变形的内力有不同的规定。,应力是内力分布的集度，可以理解为是单位面积的内力:,正应力,垂直于截面的应力,剪应力,平行于截面的应力,s0,s0,t0,t0,正负号规定：,正应力 拉为正，压为负。,剪应力 顺时针为正，逆时针为负,应力与内力分量之间的关系（又称边界条件）,同样，对于截面上的剪力内力也存在类似的关系，这一边界关系在以后的应力公式推导中有重要的作用;,4.5 应变的概念各点变形程度的度量；,
