了解材料力學(xué)的研究對象PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 了解材料力學(xué)的研究對象了解材料力學(xué)的研究對象 1、截面法；、截面法； 2、軸力的概念；、軸力的概念； 3、軸力圖的繪制。、軸力圖的繪制。 截面法的靈活應(yīng)用。截面法的靈活應(yīng)用。 第1頁/共33頁 一、材力引言一、材力引言 緒論中已經(jīng)介紹了建筑力學(xué)的任務(wù)是研究和分析作用在結(jié)構(gòu)緒論中已經(jīng)介紹了建筑力學(xué)的任務(wù)是研究和分析作用在結(jié)構(gòu) （構(gòu)件）上力與平衡的關(guān)系，結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的內(nèi)力、應(yīng)力、變（構(gòu)件）上力與平衡的關(guān)系，結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）的內(nèi)力、應(yīng)力、變 形的計(jì)算方法，以及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定條件。為保證形的計(jì)算方法，以及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定條件。為保證 結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）安全可靠合理提高計(jì)算的理論依據(jù)結(jié)

2、構(gòu)（構(gòu)件）安全可靠合理提高計(jì)算的理論依據(jù) 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù)構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算方法，構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、變形的計(jì)算方法， 以以 及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定條件。為保證構(gòu)件安全可靠合理及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、和穩(wěn)定條件。為保證構(gòu)件安全可靠合理 提高計(jì)算的理論依據(jù)提高計(jì)算的理論依據(jù) 研究對象研究對象變形固體（在外力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形的固體）變形固體（在外力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形的固體） 變形固體在外力作用上會(huì)產(chǎn)生兩種不同性質(zhì)的變形：一種是變形固體在外力作用上會(huì)產(chǎn)生兩種不同性質(zhì)的變形：一種是 當(dāng)外力消除時(shí)，變形也隨著消失，這種變形稱為當(dāng)外力消除時(shí)，變形也隨著消失，這種變形稱為彈性變形彈性變

3、形；另；另 一種是外力消除后，變形不能全部消失而留有殘余，這種不能一種是外力消除后，變形不能全部消失而留有殘余，這種不能 消失的殘余變形稱為消失的殘余變形稱為塑性變形塑性變形。一般情況下，物體受力后，既。一般情況下，物體受力后，既 有彈性變形，又有塑性變形。只有彈性變形的物體稱為理想彈有彈性變形，又有塑性變形。只有彈性變形的物體稱為理想彈 性體。只產(chǎn)生彈性變形的外力范圍稱為性體。只產(chǎn)生彈性變形的外力范圍稱為彈性范圍彈性范圍。 第2頁/共33頁 內(nèi)容：認(rèn)為物體在其整個(gè)體積內(nèi)毫無空隙地充滿了物質(zhì)，其 結(jié)構(gòu)是密實(shí)的。 內(nèi)容：認(rèn)為物體內(nèi)任一點(diǎn)處取出的體積單元,其力學(xué)性質(zhì)（ 主要是彈性性質(zhì)）都是一樣的。

4、 無空隙 單元體的力學(xué)性質(zhì)能代表整個(gè)物體的力學(xué)性能。單元體的力學(xué)性質(zhì)能代表整個(gè)物體的力學(xué)性能。 1、變形固體的基本假設(shè)、變形固體的基本假設(shè) 第3頁/共33頁 （3）、材料的各向同性假設(shè) 內(nèi)容：材料沿各個(gè)方向的力學(xué)性能是相同的。 （4）、小變形條件 內(nèi)容：構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的變形與其原始尺寸相比 ，可以忽略不計(jì)，這樣的變形為小變形。 F C A B A F NAB NAC 第4頁/共33頁 軸向拉壓彎 曲 扭 轉(zhuǎn) 剪切剪切 第5頁/共33頁 桿件變形時(shí)，在各類截面的內(nèi)力中，橫截面上的內(nèi)力最重要，桿件變形時(shí)，在各類截面的內(nèi)力中，橫截面上的內(nèi)力最重要， 以后凡是說到內(nèi)力，如無特殊說明，都指的是橫截

5、面上的內(nèi)力。以后凡是說到內(nèi)力，如無特殊說明，都指的是橫截面上的內(nèi)力。 內(nèi)力特點(diǎn)內(nèi)力特點(diǎn)： 1 1、 F 1 F n F3 F2 第6頁/共33頁 物體內(nèi)部某一部分與相鄰部分間的相互物體內(nèi)部某一部分與相鄰部分間的相互 作用的內(nèi)力。作用的內(nèi)力。 必須截開物體，內(nèi)力才能顯示。必須截開物體，內(nèi)力才能顯示。 。 沿沿C C截面將物體截開，截面將物體截開，A A部分在部分在 外力作用下能保持平衡，是因?yàn)槭芡饬ψ饔孟履鼙３制胶猓且驗(yàn)槭?到到B B部分的約束。部分的約束。B B限制了限制了A A部分物體在空間中相對于部分物體在空間中相對于 B B的任的任 何運(yùn)動(dòng)何運(yùn)動(dòng)( (截面有三個(gè)反力、三個(gè)反力偶截面有三

6、個(gè)反力、三個(gè)反力偶) )。 B A A C 截面法截面法 第7頁/共33頁 C C 取截面左端研究，截面在研究對象右端，則規(guī)定： 內(nèi)力 右截面正向 左截面正向 微段變形（正） 。 受拉伸 N 順時(shí)針錯(cuò)動(dòng) V 向上凹M 第8頁/共33頁 截面法的步驟截面法的步驟 第9頁/共33頁 F F 、切開；1、代力；2 N N 、平衡。3 FN 第10頁/共33頁 X=0 N=FP Y=0 N=FP MO=0 MZ=FPa 第11頁/共33頁 三、軸向拉壓三、軸向拉壓 第12頁/共33頁 第13頁/共33頁 第14頁/共33頁 受力特點(diǎn)及變形特點(diǎn)：受力特點(diǎn)及變形特點(diǎn)： 作用在桿件上的外力合力的作用線與桿件

7、軸作用在桿件上的外力合力的作用線與桿件軸 線重合，桿件變形是沿軸線方向的伸長或縮短。線重合，桿件變形是沿軸線方向的伸長或縮短。 桿的受力簡圖為桿的受力簡圖為 F FF F 拉拉 伸伸 F FF F 壓壓 縮縮 第15頁/共33頁 第16頁/共33頁 1 1、軸力、軸力 F FF F 1 1、軸力：橫截面上的內(nèi)力、軸力：橫截面上的內(nèi)力 由于外力的作用線與桿件的軸線由于外力的作用線與桿件的軸線 重合，內(nèi)力的作用線也與桿件的重合，內(nèi)力的作用線也與桿件的 軸線重合。所以稱為軸力。軸線重合。所以稱為軸力。 2 2、截面法求軸力、截面法求軸力 m m m m F FN N 切切: : 假想沿假想沿m-mm

8、-m橫截面將桿切開橫截面將桿切開 取取: : 留下左半段或右半段留下左半段或右半段 代代: : 將拋掉部分對留下部分的作將拋掉部分對留下部分的作 用用內(nèi)力代替用用內(nèi)力代替 平平: : 對留下部分寫平衡方程求出對留下部分寫平衡方程求出 內(nèi)力即軸力的值內(nèi)力即軸力的值 0X F FN N 0FN FN 3 3、軸力正負(fù)號：拉為正、壓、軸力正負(fù)號：拉為正、壓 為負(fù)為負(fù) 第17頁/共33頁 20KN 20KN 20KN 20KN40KN 1 1 2 2 20KN 20KN40KN 第18頁/共33頁 10KN 10KN 6KN 6KN 3 3 2 21 1 FF 21 12 3 3 第19頁/共33頁

9、F A B 1 1 3F 2 2 C 2F 4K N 9K N 3K N2K N 4K N 5K N 2K N F 2F 軸力與截面位置關(guān)系的圖線稱為軸力圖軸力與截面位置關(guān)系的圖線稱為軸力圖. . 2、軸力圖、軸力圖 第20頁/共33頁 已知已知F F1 1=10kN=10kN；F F2 2=20kN=20kN； F F3 3=35kN=35kN；F F4 4=25kN;=25kN;試畫試畫 出圖示桿件的軸力圖。出圖示桿件的軸力圖。 1 1 0X kN10 11 FN 例題例題 N1 F1 解：解：1 1、計(jì)算各段的軸力。、計(jì)算各段的軸力。 F1 F3 F2 F4 ABCD ABAB段段 kN

10、102010 212 FFN BCBC段段 2 2 3 3 N3 F4 N2 F1 F2 12 2FFN 0X 0X kN25 43 FN CDCD段段 2 2、繪制軸力圖。、繪制軸力圖。 kNN x 10 25 10 第21頁/共33頁 F 2F F 2F 2F 第22頁/共33頁 y 350 F nn AyG F Ny 0 y NAyF yAyFNy46. 250 50 58.6 第23頁/共33頁 第24頁/共33頁 2、軸力、軸力軸向拉伸和壓縮時(shí)桿件的內(nèi)力軸向拉伸和壓縮時(shí)桿件的內(nèi)力 軸力正負(fù)的規(guī)定：軸力正負(fù)的規(guī)定： 拉力為正、壓力為負(fù)拉力為正、壓力為負(fù) 軸力的計(jì)算例軸力的計(jì)算例1 第2

11、5頁/共33頁 軸力計(jì)算例軸力計(jì)算例2 3、軸力圖、軸力圖 軸力與截面位置關(guān)系軸力與截面位置關(guān)系 的圖象。的圖象。 X軸表示截面位置軸表示截面位置 N軸表示軸力的大小軸表示軸力的大小 第26頁/共33頁 A B CD F1=40kN l ll F2=8kN 向 DC BA 48kN 40kN 。 第27頁/共33頁 + AL A O x L x O x 第28頁/共33頁 三、軸向拉壓、軸力、軸力圖三、軸向拉壓、軸力、軸力圖 1、概念、概念 受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)： 外力或外力的外力或外力的 合力作用線與合力作用線與 桿件的軸線重桿件的軸線重 合合 變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)： 桿件產(chǎn)生沿著桿件產(chǎn)生沿著

12、軸線方向的伸軸線方向的伸 長或縮短。長或縮短。 第29頁/共33頁 第30頁/共33頁 變形固體的基本假設(shè)變形固體的基本假設(shè)(理想化處理理想化處理) 1、均勻連續(xù)假設(shè)、均勻連續(xù)假設(shè) 假設(shè)變形固體在其整個(gè)體積內(nèi)毫無空隙地充滿了物質(zhì)。而且假設(shè)變形固體在其整個(gè)體積內(nèi)毫無空隙地充滿了物質(zhì)。而且 各點(diǎn)處材料的力學(xué)性能完全相同。各點(diǎn)處材料的力學(xué)性能完全相同。 B C D D 2、各向同性假設(shè)、各向同性假設(shè) 假設(shè)材料在各個(gè)方向具有相同的力學(xué)性能假設(shè)材料在各個(gè)方向具有相同的力學(xué)性能 3、小變形假設(shè)、小變形假設(shè) 大多數(shù)構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生變形后，其幾何尺寸的改變量大多數(shù)構(gòu)件在外力作用下產(chǎn)生變形后，其幾何尺寸的改變量 與構(gòu)件原始尺寸相比，常是極其微小的，我們稱這類變形為小變與構(gòu)件原始尺寸相比，常是極其微小的，我們稱這類變形為小變 形。由于