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1、第五章 材料力学的概念,5-1 变形固体的基本假设,三,连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质,在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体,而构件一般均由固体材料制成,故构件一般都是变形固体。,均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同,各向同性假设:认为在物体内各个不同方向的力学性能相同,小变形与线弹性范围,远小于构件的最小尺寸,所以通过节点平衡求各杆内力时,把支架的变形略去不计。计算得到很大的简化。,5-2 杆件变形的基本形式,四,构件的分类:,杆件、板壳*、块体*,杆件:,直杆:,折杆:,曲杆:,等截面直杆、变截面直杆,等截面折杆、变截面折杆*,等截面曲杆、变截面
2、曲杆*,拉压变形,拉(压)、弯曲、剪切、扭转,剪切变形,杆件的基本变形:,扭转变形,弯曲变形,内力由外力引起的杆件内部之间的相互作用力。,截面法取隔离体利用静力平衡条件求截面内力,5-3 内力、截面法、应力,截、代、平,先计算左截面的内力,可取截面1以左隔离体进行分析。,计算如图所示结构截面 1 的内力,根据静力平衡条件求截面未知力:,例,计算右截面的内力,也可取截面1以左隔离体进行分析。在这个隔离体上有集中力矩 2Pa,三个未知力为:,现取截面 2 左边的隔离体进行分析,根据三个平衡条件就可得出截面 2 上的三个未知力:,计算截面 2 的内力,也可取截面 2 右边隔离体计算,此时应取截面 3
3、 以上的隔离体进行分析比较简单。,计算截面 3 的内力,三、应力内力在一点的分布集度,应力:单位面积上的内力,位于截面内的应力称为“剪应力”,垂直于截面的应力称为“正应力”,当外力沿着杆件的轴线作用时,其横截面上只有轴力一个内力分量。与轴力相对应,杆件横截面上将只有正应力。,很多情形下,杆件在轴力作用下产生均匀的伸长或缩短变形,但是,根据材料均匀性的假定,杆件横截面上的应力均匀分布,这时横截面上的正应力为,其中FNx横截面上的轴力,由截面法求得;A横截面面积。,第四节 变形和应变,工程上使用的大多数材料都有一个弹性阶段,根据实验表明,弹性范围内轴向拉、压杆的伸长量和缩短量与杆内轴力N和杆长L成正比,与横截面面积A成反比。,E:弹性模量(GPa),EA:抗拉、压刚度,:线应变,(绝对)变形量,变形的大小用位移和应变来度量,而位移是指位置的改变大小,应变式值变形的程度大小!,