材料力學(xué)緒論2013-1-1

工程力學(xué)Ⅱ材料力學(xué)環(huán)資學(xué)院交通工程系范波峰高中物理學(xué)習(xí)的是什么理論力學(xué)研究的是什么靜力學(xué)能解決什么問題引言我們要解決的實際問題是什么理論力學(xué)靜力學(xué)部分研究的是什么

還要進(jìn)一步分析什么

物理和理論力學(xué)：運(yùn)動的一般規(guī)律（質(zhì)點(diǎn)、剛體）質(zhì)點(diǎn)：只有質(zhì)量，沒有大小剛體：有質(zhì)量，有大小，但沒有變形

材料力學(xué)：變形體變形體：有質(zhì)量，有大小，有變形變形：物體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)之間的相對位置變化、尺寸和形狀的改變質(zhì)點(diǎn)——剛體——變形體，人類的認(rèn)識深化變形體力學(xué)——變形體受力后的運(yùn)動或變形規(guī)律涉及到變形，理論力學(xué)無能為力，材料力學(xué)來解決

研究內(nèi)容與研究對象

工程實際中，結(jié)構(gòu)物或機(jī)械一般由各種零件（稱為工程構(gòu)件member）組成。當(dāng)結(jié)構(gòu)物或機(jī)械工作時，這些構(gòu)件就會承受一定的載荷（load）即力的作用力產(chǎn)生的效應(yīng)材料力學(xué)研究力產(chǎn)生的內(nèi)效應(yīng)，研究力與物體的變形及破壞規(guī)律研究對象抽象為——可變形固體理論力學(xué)研究力產(chǎn)生的外效應(yīng)，研究力與機(jī)械運(yùn)動之間的普遍規(guī)律研究對象抽象為——剛體

每時每刻，人類都不得不同受力的物體或結(jié)構(gòu)打交道：例如，人住的房子，坐的車子等，那么，受力的物體或結(jié)構(gòu)的安全問題如何解決？材料力學(xué)要解決的第一個問題：安全性問題材料力學(xué)關(guān)心的安全性體現(xiàn)在——構(gòu)件的強(qiáng)度剛度穩(wěn)定性

構(gòu)件：組成機(jī)械的零件或構(gòu)筑物的桿件統(tǒng)稱為構(gòu)件材料力學(xué)的任務(wù)保證構(gòu)件安全工作的三項基本要求:

Ⅰ.

具有足夠的強(qiáng)度——強(qiáng)度:指構(gòu)件在荷載作用下抵抗破壞(斷裂)的能力，不發(fā)生意外斷裂或顯著的塑性變形。FFaFF鋼筋b荷載未作用時塑形變形示例荷載作用下F荷載去除后

Ⅱ.具有足夠的剛度——指構(gòu)件在荷載作用下抵抗變形的能力，保證構(gòu)件的（彈性）變形不超過工程允許范圍。荷載未作用時荷載作用下F剛度問題高剛度的橋面結(jié)構(gòu)Ⅲ.具有足夠的穩(wěn)定性要求——對于理想中心受壓桿件，指構(gòu)件在荷載作用下保持原有的直線平衡形式的能力，不喪失穩(wěn)定。構(gòu)件必須具有足夠的強(qiáng)度（strenth）、剛度（rigidity）和穩(wěn)定性（stability）衡量構(gòu)件安全性的三個主指標(biāo)：

而構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性與構(gòu)件的材料、截面形狀與尺寸有關(guān)，而這些又影響著構(gòu)件的制造成本，是不是越安全越好呢？材料力學(xué)要解決的第二個問題：經(jīng)濟(jì)性問題既安全又經(jīng)濟(jì)地設(shè)計構(gòu)件

材料力學(xué)的任務(wù)

1）研究材料的力學(xué)性能

2）研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性

3）選擇合適的材料，設(shè)計合適的截面形狀

即，在保證構(gòu)件既安全又適用的前提下，最大限度的發(fā)揮材料的經(jīng)濟(jì)性能，為構(gòu)件選擇適當(dāng)?shù)牟牧?，設(shè)計合理的截面形狀和尺寸課程的研究方法理論分析和實驗手段相結(jié)合

材料的力學(xué)性質(zhì)(材料在外力作用下的變形規(guī)律)需要通過試驗獲得

一些理論以實驗結(jié)果得出的某些假設(shè)為前提材料力學(xué)包含的兩個方面理論分析實驗研究測定材料的力學(xué)性能；解決某些不能全靠理論分析的問題____——提供合理的理論計算方法材料力學(xué)研究主線工程力學(xué)問題的分析，一般都需要進(jìn)行

----力的研究。

----力和變形的研究。

----聯(lián)系力與變形之關(guān)系的研究。若構(gòu)件處于靜止或平衡狀態(tài)，則不必考慮其運(yùn)動。平衡狀態(tài)的力學(xué)問題——稱為靜力學(xué)問題。力的平衡關(guān)系、變形的幾何協(xié)調(diào)關(guān)系和力與變形間的物理關(guān)系。研究材料力學(xué)問題的主線和核心是：(1)受力分析及靜力平衡條件(力的分析)物體受什么力作用？處于平衡狀態(tài)的物體，應(yīng)當(dāng)滿足什么條件？（靜力平衡條件）(2)變形的幾何協(xié)調(diào)條件(幾何分析)材料是均勻連續(xù)的，受力變形后仍然應(yīng)連續(xù)，固體內(nèi)既不引起“空隙”，也不產(chǎn)生“重疊”。發(fā)生破壞前，材料的變形應(yīng)是幾何可能的。(3)力與變形間的物理關(guān)系(材料模型)力與變形(如伸長)成正比，如虎克定律，是反映材料線彈性性能的最簡單的物理關(guān)系。不同材料、不同的變形形式，有不同的模型。材料力學(xué)的作用

1.學(xué)好材料力學(xué)對后續(xù)變形體力學(xué)的奠基作用結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈性力學(xué)，塑性力學(xué)，斷裂力學(xué),

納米力學(xué)、流體力學(xué)、理性力學(xué)2.有助于后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)建筑結(jié)構(gòu)、機(jī)械設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理3.有助于學(xué)習(xí)其它工程：

土木、機(jī)械、航空、航天、交通、運(yùn)輸、材料、生物工程、儀表等4.今后工程工作中直接受益材料力學(xué)的學(xué)習(xí)要求1。記筆記2。先讀書，后做作業(yè)，按時交作業(yè)步驟清晰，作圖規(guī)范，書寫工整，解答正確3。認(rèn)真做實驗，完成實驗報告4。課前要預(yù)習(xí)，上課要帶書，講授、自學(xué)相結(jié)合5。上課要集中精力，認(rèn)真聽，重點(diǎn)記成績構(gòu)成：工程力學(xué)2成績構(gòu)成學(xué)號姓名專業(yè)課堂表現(xiàn)（5%）簽到（8%）實驗（10%）作業(yè)（12%）中期測驗（15%）期終考試（50%）總評成績20090984

0902340002218材料力學(xué)基本概念第一章§1-3材料力學(xué)基本假設(shè)一、變形固體的概念

受力后其形狀和尺寸發(fā)生變化的物體稱為變形固體（簡稱變形體）。

若去掉外力后，物體完全恢復(fù)原有的形狀和尺寸稱為完全彈性體（或彈性體）；部分恢復(fù)原狀的稱為部分彈性體；完全不能恢復(fù)原狀的稱為塑性體。材料力學(xué)所研究的構(gòu)件均視作彈性體，其變形僅限于小變形。

材料力學(xué)主要研究桿類物體的宏觀力學(xué)行為。

材料力學(xué)的研究對象是可變形固體。變形與材料有關(guān)。為研究方便，采用下述假設(shè)：2)均勻性假設(shè)

物體整個體積內(nèi)連續(xù)地充滿了物質(zhì)而且毫無空隙。

變形前、后都沒有“空隙”、“重疊”，滿足幾何協(xié)調(diào)（相容）條件。可取任一部分研究。1)

連續(xù)性假設(shè)二、基本假設(shè)

物體內(nèi)任意一點(diǎn)處取出的體積單元，其力學(xué)性能都能代表整個物體的力學(xué)性能。

固體力學(xué)的研究對象是可變形固體。變形與材料有關(guān)。為研究方便，采用下述假設(shè)：材料沿各不同方向均具有相同的力學(xué)性質(zhì)。這樣的材料稱為各向同性材料。

使力與變形間物理關(guān)系的討論得以大大簡化。3)各向同性假設(shè)二、基本假設(shè)小變形：指構(gòu)件在外力作用下發(fā)生的變形量遠(yuǎn)小于構(gòu)件的尺寸材料力學(xué)研究的變形通常局限于小變形范圍——小變形前提小變形前提條件的作用1、小變形前提保證構(gòu)件處于純彈性變形范圍彈性變形——卸載后能自動恢復(fù)的變形塑性變形——卸載后不能恢復(fù)的變形絕大多數(shù)工程材料的彈性變形都是小變形。

小變形δ1δ2AA1FFBC求FN1、

FN1

時，仍可按構(gòu)件原始尺寸計算。2、小變形前提允許以變形前的受力分析代替變形后的受力分析

因構(gòu)件在外力作用