蔡中兵材料力學(xué)1緒論及基本概念

1、mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院鹽城工學(xué)院土木工程學(xué)院力學(xué)課程組力學(xué)課程組 教師教師 蔡中兵蔡中兵材料力學(xué)材料力學(xué)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)要求1 1、不無故缺課、不無故缺課。( (缺一次平時(shí)分扣缺一次平時(shí)分扣5 5分分) () (缺兩次平時(shí)分扣缺兩次平時(shí)分扣2020分分) )( (缺三次平時(shí)分扣缺三次平時(shí)分扣4040分分) ) ( (遲到兩次算按缺課一次計(jì)算遲到兩次算按缺課一次計(jì)算) )2 2、課前預(yù)習(xí)，用心聽課，盡量記筆記。課前預(yù)習(xí)，用心聽課，盡量記筆記。3 3、課后

2、、課后按時(shí)、獨(dú)立、認(rèn)真按時(shí)、獨(dú)立、認(rèn)真地完成作業(yè)地完成作業(yè)。4 4、閱讀適量的參考書、閱讀適量的參考書。5 5、有疑問多提問。、有疑問多提問。（答疑地點(diǎn)：土木館（答疑地點(diǎn)：土木館a213a213）*重點(diǎn)重點(diǎn)：吃透概念、加強(qiáng)練習(xí)：吃透概念、加強(qiáng)練習(xí)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)總成績總成績考試成績考試成績（78%78%）平時(shí)成績平時(shí)成績（22%22%）1 1到課情況（到課情況（請(qǐng)勿缺席請(qǐng)勿缺席）2 2平時(shí)作業(yè)平時(shí)作業(yè)3 3課堂提問課堂提問1 1到課情況到課情況3 3實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)報(bào)告2 2實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作理論課理論課總成績總成績 90%90%實(shí)驗(yàn)課實(shí)驗(yàn)課

3、總成績總成績 10%10%* *實(shí)驗(yàn)成績不及格，總成績不及格實(shí)驗(yàn)成績不及格，總成績不及格考核辦法考核辦法以課上講的內(nèi)容和作業(yè)為主以課上講的內(nèi)容和作業(yè)為主mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)如何與我聯(lián)系如何與我聯(lián)系e-mail： c_ c_phone：echanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)第一章第一章 緒論及基本概念緒論及基本概念理論力學(xué)理論力學(xué)：研究物體在外力作用下的：研究物體在外力作用下的運(yùn)動(dòng)效應(yīng)運(yùn)動(dòng)效應(yīng)，外效應(yīng)。，外效應(yīng)。研究的對(duì)象研究的對(duì)象 剛體剛體研究的對(duì)象研究的對(duì)象 可變形固體可變形固體

4、變形：在荷載的作用下，物體的形狀、尺寸的變化。變形：在荷載的作用下，物體的形狀、尺寸的變化。 材料力學(xué)是研究作用在物體上的材料力學(xué)是研究作用在物體上的力力與與變形變形之間的關(guān)之間的關(guān)系及與之相關(guān)的力學(xué)問題。系及與之相關(guān)的力學(xué)問題。材料力學(xué)材料力學(xué)：研究物體在外力作用下的：研究物體在外力作用下的變形效應(yīng)變形效應(yīng)，內(nèi)效應(yīng)。，內(nèi)效應(yīng)。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)問題的提出問題的提出mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)問題的提出問題的提出45mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)問題

5、的提出問題的提出45mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)45問題的提出問題的提出mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)問題的提出問題的提出mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)問題的提出問題的提出mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué) 1-3 1-3 可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè) 1-5 1-5 桿件變形的基本形式桿件變形的基本形式 1-1 1-1 材料力學(xué)的任務(wù)材料力學(xué)的任務(wù) 1-4 1-4 材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何性

6、質(zhì)材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何性質(zhì)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)構(gòu)構(gòu) 件件組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)物的單個(gè)組成部分組成機(jī)械與結(jié)構(gòu)物的單個(gè)組成部分力學(xué)性能力學(xué)性能材料變形與所受外力之間的關(guān)系材料變形與所受外力之間的關(guān)系以及材料抵抗變形和破壞的能力以及材料抵抗變形和破壞的能力荷荷 載載結(jié)構(gòu)物所受到的各種外力結(jié)構(gòu)物所受到的各種外力1-11-1、材料力學(xué)的任務(wù)、材料力學(xué)的任務(wù)失失 效效構(gòu)件不能正常工作構(gòu)件不能正常工作一、基本概念一、基本概念mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-11-1、材料力學(xué)的任務(wù)、材料力學(xué)的任務(wù)二、構(gòu)件正常工

7、作的條件：二、構(gòu)件正常工作的條件：足夠的足夠的強(qiáng)度強(qiáng)度 足夠的足夠的剛度剛度足夠的足夠的穩(wěn)定性穩(wěn)定性mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1 1、強(qiáng)度要求、強(qiáng)度要求不因發(fā)生斷裂或塑性變形而失效不因發(fā)生斷裂或塑性變形而失效強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)2 2、剛度要求、剛度要求不因發(fā)生過大的彈性變形而失效不因發(fā)生過大的彈性變形而失效剛度：構(gòu)件抵抗彈性變形的能力剛度：構(gòu)件抵抗彈性變形的能力mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)3、穩(wěn)定性

8、要求、穩(wěn)定性要求不因發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而失效不因發(fā)生因平衡形式的突然轉(zhuǎn)變而失效穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡形式的能力穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡形式的能力mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例19951995年夏天，韓國漢城欣年夏天，韓國漢城欣欣向榮，堪稱亞洲經(jīng)濟(jì)奇跡的欣向榮，堪稱亞洲經(jīng)濟(jì)奇跡的代表。時(shí)髦的三豐百貨公司代表。時(shí)髦的三豐百貨公司(the sampoong

9、)(the sampoong)是地標(biāo)，也是是地標(biāo)，也是漢城在全球快速成功崛起的象漢城在全球快速成功崛起的象征。征。6 6月月2929日下午，這里卻成日下午，這里卻成為一場恐怖浩劫的中心。在為一場恐怖浩劫的中心。在3030秒內(nèi)，五層百貨大樓層層塌陷，秒內(nèi)，五層百貨大樓層層塌陷，導(dǎo)致導(dǎo)致501501人被壓死。盛怒的國人被壓死。盛怒的國人追問：是什么造成韓國史上人追問：是什么造成韓國史上承平時(shí)期最慘重的災(zāi)難？承平時(shí)期最慘重的災(zāi)難？mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例

10、工程案例 三豐集團(tuán)于三豐集團(tuán)于19871987年開始在這片位于瑞草區(qū)，原本用作年開始在這片位于瑞草區(qū)，原本用作垃圾填埋場的開闊地上建設(shè)三豐百貨大樓。按照最初的設(shè)計(jì)，垃圾填埋場的開闊地上建設(shè)三豐百貨大樓。按照最初的設(shè)計(jì)，大樓將被建設(shè)成一棟四層的辦公樓，但是三豐集團(tuán)會(huì)長李大樓將被建設(shè)成一棟四層的辦公樓，但是三豐集團(tuán)會(huì)長李鐏鐏卻卻在建設(shè)工程中，將其重新設(shè)計(jì)成一棟五層百貨大樓。這一改動(dòng)，在建設(shè)工程中，將其重新設(shè)計(jì)成一棟五層百貨大樓。這一改動(dòng)，導(dǎo)致了導(dǎo)致了很多承重柱被取消很多承重柱被取消以騰出空間，安裝自動(dòng)扶梯。原先的以騰出空間，安裝自動(dòng)扶梯。原先的建筑承包商，拒絕按照新的設(shè)計(jì)繼續(xù)施工。李建筑承包商，拒

11、絕按照新的設(shè)計(jì)繼續(xù)施工。李鐏鐏因此解雇了他因此解雇了他們，并讓自己的建筑公司進(jìn)行施工。們，并讓自己的建筑公司進(jìn)行施工。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例 外界最初認(rèn)為事故的原因是由于大樓松軟的地基。但是外界最初認(rèn)為事故的原因是由于大樓松軟的地基。但是隨著調(diào)查的深入，很快人們便發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生是由于李隨著調(diào)查的深入，很快人們便發(fā)現(xiàn)事故發(fā)生是由于李鐏鐏和其建和其建筑公司對(duì)設(shè)計(jì)的隨意改動(dòng)。后來對(duì)廢墟的調(diào)查顯示，筑公司對(duì)設(shè)計(jì)的隨意改動(dòng)。后來對(duì)廢墟的調(diào)查顯示，大樓的混大樓的混凝土是由劣質(zhì)水泥和海水混合而成凝土是由劣質(zhì)水泥和海水混合而成的。的。 調(diào)查也揭

12、示了漢城市的官員在也涉嫌在三豐方面改動(dòng)建筑調(diào)查也揭示了漢城市的官員在也涉嫌在三豐方面改動(dòng)建筑的過程中接受賄賂。結(jié)果，許多官員，包括前瑞草區(qū)行政官被的過程中接受賄賂。結(jié)果，許多官員，包括前瑞草區(qū)行政官被控玩忽職守而遭起訴并被判入獄?？赝婧雎毷囟馄鹪V并被判入獄。 19951995年年1212月月2727日，韓國漢城日，韓國漢城地方法院以違犯地方法院以違犯特定犯罪加重處罰法特定犯罪加重處罰法及業(yè)務(wù)過失致死罪的及業(yè)務(wù)過失致死罪的罪名判處李罪名判處李鐏鐏被被7 7年半有期徒刑，其子李漢祥被判七年。年半有期徒刑，其子李漢祥被判七年。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力

13、學(xué)工程案例工程案例 三豐百貨屬于所謂三豐百貨屬于所謂“平板平板”結(jié)構(gòu)，是當(dāng)時(shí)廣泛采用的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)，是當(dāng)時(shí)廣泛采用的設(shè)計(jì)，成本低而且工期短。樓面由厚厚的混凝土板構(gòu)成，支撐的混凝成本低而且工期短。樓面由厚厚的混凝土板構(gòu)成，支撐的混凝土墻柱將建筑物的重量下傳到地基。平板結(jié)構(gòu)施工優(yōu)點(diǎn)多，卻土墻柱將建筑物的重量下傳到地基。平板結(jié)構(gòu)施工優(yōu)點(diǎn)多，卻很敏感，它的規(guī)劃必須更精確，完全不能出錯(cuò)。很敏感，它的規(guī)劃必須更精確，完全不能出錯(cuò)。 具諷刺意味的是，最后毀了大樓的，竟然是新添的安全設(shè)具諷刺意味的是，最后毀了大樓的，竟然是新添的安全設(shè)施。漢城的法規(guī)，要求百貨公司在電扶梯旁加裝防火墻。防火施。漢城的法規(guī)，要求百貨

14、公司在電扶梯旁加裝防火墻。防火墻遇到火警會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以免火勢濃煙蔓延到其它樓層。而為墻遇到火警會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，以免火勢濃煙蔓延到其它樓層。而為騰出空間加裝防火墻，工人必須切開電扶梯旁的混凝土柱。這騰出空間加裝防火墻，工人必須切開電扶梯旁的混凝土柱。這樣的行為使大樓減少了樣的行為使大樓減少了25%25%以上的重要支撐。這一系列致命的組以上的重要支撐。這一系列致命的組合就像顆定時(shí)炸彈。合就像顆定時(shí)炸彈。三豐百貨倒塌的元兇，是所謂的三豐百貨倒塌的元兇，是所謂的“貫穿剪貫穿剪力力”。當(dāng)太細(xì)的柱子承受過多的重量，就會(huì)貫穿上方的天花板，。當(dāng)太細(xì)的柱子承受過多的重量，就會(huì)貫穿上方的天花板，如同手指戳破濕紙巾。如

15、同手指戳破濕紙巾。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)工程案例工程案例mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)變變 形形 構(gòu)件尺寸或形狀的變化構(gòu)件尺寸或形狀的變化彈性變形：彈性變形：塑性變形：塑性變形：荷載去除后荷載去除后能恢復(fù)原狀能恢復(fù)原狀的變形。的變形。荷載去除后荷載去除后不能恢復(fù)原狀不能恢復(fù)原狀的變形。的變形。線彈性變形（如彈簧線彈性變形（如彈簧f=kx）1-31-3、可

16、變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)可變形固體可變形固體在荷載作用下發(fā)生變形的固體在荷載作用下發(fā)生變形的固體mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)可變形固體的基本假設(shè)可變形固體的基本假設(shè) 1 1、連續(xù)性假設(shè)、連續(xù)性假設(shè) 2 2、均勻性假設(shè)、均勻性假設(shè) 3 3、各向同性假設(shè)、各向同性假設(shè) 4 4、小變形假設(shè)、小變形假設(shè)( (補(bǔ)）補(bǔ)）1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)一、連續(xù)性假設(shè)一、連續(xù)性假設(shè) 內(nèi)容：認(rèn)為物體在其整個(gè)體積內(nèi)內(nèi)容：認(rèn)

17、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)毫無空隙地充滿了物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)是密實(shí)的。是密實(shí)的。無空隙無空隙1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)二、均勻性假設(shè)二、均勻性假設(shè) 內(nèi)容：假設(shè)物體內(nèi)任一點(diǎn)處取出的體內(nèi)容：假設(shè)物體內(nèi)任一點(diǎn)處取出的體積單元積單元, ,其力學(xué)性質(zhì)（主要是彈性性其力學(xué)性質(zhì)（主要是彈性性質(zhì)）都是一樣的。質(zhì)）都是一樣的。 單元體的力學(xué)性質(zhì)能代表單元體的力學(xué)性質(zhì)能代表整個(gè)物體的力學(xué)性能。整個(gè)物體的力學(xué)性能。有利于建立數(shù)學(xué)模型有利于建立數(shù)學(xué)模型1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及

18、其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)三、材料的各向同性假設(shè)三、材料的各向同性假設(shè) 內(nèi)容：假設(shè)材料沿各個(gè)方向的力學(xué)性能是相同的。內(nèi)容：假設(shè)材料沿各個(gè)方向的力學(xué)性能是相同的。 各向同性材料各向同性材料各向異性材料各向異性材料如：低碳鋼、鑄鐵、玻璃等如：低碳鋼、鑄鐵、玻璃等如：木材、膠合板等如：木材、膠合板等1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)四、小變形假設(shè)（補(bǔ)）四、小變形假設(shè)（補(bǔ)） 內(nèi)容：構(gòu)件在荷載作用下產(chǎn)生的變

19、形與其原始尺寸相比，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?？梢院雎圆挥?jì)，這樣的變形為小變形。 此假設(shè)使研究物體此假設(shè)使研究物體的平衡等問題時(shí)，可的平衡等問題時(shí)，可略去小變形，而按原略去小變形，而按原始尺寸計(jì)算，即靜力始尺寸計(jì)算，即靜力學(xué)中的方法。學(xué)中的方法。 1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué) 材料力學(xué)把實(shí)際材料看作材料力學(xué)把實(shí)際材料看作連續(xù)連續(xù)、均均勻勻、各向同性各向同性的可變形固體，多數(shù)局限的可變形固體，多數(shù)局限在在線線彈性變形范圍內(nèi)

20、彈性變形范圍內(nèi)和和小變形小變形條件下進(jìn)條件下進(jìn)行研究。行研究。1-31-3、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)、可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-41-4、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-41-4、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征全國最大管桁架結(jié)構(gòu)的沈陽奧體中心全國最大管桁架結(jié)構(gòu)的沈陽奧體中心 mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)等截面桿等截面桿變截面桿變

21、截面桿2、按橫截面、按橫截面直桿直桿曲桿曲桿1 1、按軸線、按軸線軸線軸線橫截面橫截面形心形心橫向橫向軸向（縱向）軸向（縱向）橫截面橫截面垂直桿件長度方向的截面。垂直桿件長度方向的截面。軸線軸線桿件各橫截面形心的連線。桿件各橫截面形心的連線。桿的長度方向稱為桿的長度方向稱為縱向（軸向）縱向（軸向），垂直長度的方向稱為垂直長度的方向稱為橫向橫向。等直桿等直桿軸線是直線且橫截面形狀、尺寸均不改變的桿件。軸線是直線且橫截面形狀、尺寸均不改變的桿件。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-41-4、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征me

22、chanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-41-4、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征征mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-41-4、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征、材料力學(xué)主要研究對(duì)象的幾何特征mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-51-5、桿件變形的基本形式、桿件變形的基本形式一、軸向拉伸或壓縮一、軸向拉伸或壓縮外力或其合力作用線沿桿件軸線外力或其合力作用線沿桿件軸線。外力特點(diǎn)：外力特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：桿件的主要變形為軸向伸長或縮短。桿件的主要變形為軸向伸長或縮短。mechanics of materials 鹽城工學(xué)院力學(xué)課程組材料力學(xué)1-51-5、桿件變形的基本形式、桿件變形的基本形式二、剪切二、剪切桿件受到一對(duì)桿件受到一對(duì)等值、反向、作用線相互平行且等值、反向、作用線相互平行且相距很近相距很近的外力作用。的外力作用。外力特點(diǎn)：外力特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：桿件的主要變形是兩部分沿外力作用方向發(fā)生桿件的主要變形是兩部分沿外力作用方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。mec