工程力學(xué)第6章材料力學(xué)

材料力學(xué)引言1）研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；2）研究材料的力學(xué)性能；3）為合理解決工程構(gòu)件設(shè)計(jì)中安全與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾提供力學(xué)方面的依據(jù)。一、材料力學(xué)的任務(wù)

構(gòu)件：是組成機(jī)械的零件或結(jié)構(gòu)物的桿件。強(qiáng)度：構(gòu)件抵抗破壞的能力。剛度：構(gòu)件抵抗變形的能力。穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力。對(duì)構(gòu)件的三項(xiàng)基本要求二、變形固體及其基本假設(shè)

為了抽象出力學(xué)模型，掌握問(wèn)題的主要屬性，對(duì)變形體作以下假設(shè)：1．均勻連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為整個(gè)物體所占空間內(nèi)毫無(wú)空隙地充滿(mǎn)物質(zhì)。認(rèn)為物體內(nèi)的任何部分，其力學(xué)性能相同。2．各向同性假設(shè)：認(rèn)為物體內(nèi)在各個(gè)不同方向上的力學(xué)性能相同。3.小變形假設(shè)：變形固體:

在外力作用下，一切固體都會(huì)發(fā)生變形。三、桿件的基本變形形式桿件：長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫向尺寸的構(gòu)件。1．拉伸和壓縮四種基本變形2．剪切3．扭轉(zhuǎn)4．彎曲第9章軸向拉伸和壓縮實(shí)例特點(diǎn)：1.受力特點(diǎn)：作用于桿件兩端的外力大小相等，方向相反，作用線(xiàn)與桿件軸線(xiàn)重合，稱(chēng)軸向力。2.變形特點(diǎn)：桿件變形是沿軸線(xiàn)方向的伸長(zhǎng)或縮短。計(jì)算簡(jiǎn)圖§9-1橫截面上的內(nèi)力

1.內(nèi)力由于構(gòu)件變形，其內(nèi)部各部分之間因相對(duì)位置發(fā)生改變，而引起相鄰部分的相互作用力，稱(chēng)為內(nèi)力。截面法（1）截面的兩側(cè)必定出現(xiàn)大小相等，方向相反的內(nèi)力；（2）任一部分上的內(nèi)力必定與外力相平衡。(1)截取(2)代替(3)平衡

截面法步驟：內(nèi)力主矢與內(nèi)力主矩內(nèi)力分量軸力FN、剪力FQ、扭矩Mx、彎矩MB都會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變形效應(yīng)。內(nèi)力的正負(fù)號(hào)規(guī)定與剛體靜力學(xué)中寫(xiě)平衡方程時(shí)規(guī)定正負(fù)號(hào)所不同，同一位置處左、右側(cè)截面上內(nèi)力分量必須具有相同的正負(fù)號(hào)軸力:與軸線(xiàn)重合的內(nèi)力分量，用N表示。2．拉壓桿橫截面上的內(nèi)力軸力符號(hào)規(guī)定：拉伸時(shí)，軸力N為正；壓縮時(shí)，軸力N為負(fù)。作截面m-m，取左段部分∑X=0N=P用圖線(xiàn)表示軸力沿軸線(xiàn)變化的情況。軸力圖解：（1）計(jì)算各段內(nèi)力AC段：∑X=0N1－P1=0N1=P1=5kN（拉力）BC段：∑X=0N1－P1＋P2=0N2=－10kN（壓力）N1=5kN（拉力）注意：1）外力不能沿作用線(xiàn)隨意移動(dòng)。2）截面不能剛好截在外力作用點(diǎn)處，因?yàn)閷?shí)際的力只可能作用于一定微小面積內(nèi)。

例1-1

階段桿OD

，左端固定，受力如圖，OC段的橫截面面積是CD段橫截面面積A的2倍。求桿內(nèi)最大軸力，最大正應(yīng)力，最大剪應(yīng)力與所在位置。O3F4F2FBCDO3F4F2FBCD解：1、計(jì)算左端支座反力2、分段計(jì)算軸力221133O4FB22(壓)3、作軸力圖O3F4F2FBCD3F-圖2F-F++-（在OB段）分析討論：（1）用截面法求內(nèi)力時(shí)，總是假設(shè)截面上的內(nèi)力為正，解得的軸力正負(fù)號(hào)，就是該截面上內(nèi)力的實(shí)際符號(hào)。（2）在集中外力作用的截面上，軸力圖有突變，突變大