《材料力學1復習》課件

材料力學1復習

制作人：制作者PPT時間：2024年X月目錄第1章簡介第2章應力和應變第3章彈性理論第4章塑性變形第5章斷裂力學第6章高溫力學第7章總結01第1章簡介

材料力學概述材料力學是研究材料的性質、結構和性能，探討材料在外力作用下的變形、破壞規(guī)律的科學。在工程中，材料力學的應用至關重要，可以指導工程設計和材料選擇。其基本原理包括應力、應變、彈性模量等概念。

材料力學的研究方法重點在于通過實驗驗證材料的性能實驗方法側重于推導和建立數(shù)學模型來預測材料行為理論分析方法利用計算機模擬材料在復雜條件下的性能數(shù)值模擬方法

材料力學的發(fā)展歷史始于古代人們對材料性質的認知及實踐材料力學的起源經(jīng)歷了試驗階段、理論探索階段和現(xiàn)代應用階段材料力學的發(fā)展階段涉及智能材料、可持續(xù)發(fā)展等領域的拓展材料力學的未來發(fā)展趨勢

材料力學的應用領域應用廣泛，包括鋼鐵、鋁合金等金屬材料如塑料、橡膠等，適用于制造工業(yè)高分子材料由兩種或多種不同材料組成，具有優(yōu)異性能復合材料改善材料表面性能，延長使用壽命材料表面工程材料力學原理指導工程設計，確保結構穩(wěn)定支撐工程設計0103推動材料科學技術的發(fā)展創(chuàng)新材料研發(fā)02了解材料性能能夠有效利用資源提高材料利用率02第2章應力和應變

應力的概念在力學中，應力是物體內部單位面積上的力。不同類型的應力包括拉伸應力、壓縮應力和剪切應力。拉伸應力是指物體在兩端受到拉伸力的情況，壓縮應力則相反，而剪切應力是指物體內部兩部分相對移動的情況。

應變的概念物體長度、體積或形狀的變化應變的定義應力與應變成正比關系線性彈性應變應力與應變不成正比關系非線性應變材料性質與方向無關各向同性材料彈性模量的分類包括楊氏模量、泊松比等彈性體平衡方程外力與內力平衡應變的概念物體的形變程度彈性力學基本原理胡克定律應力與應變成正比關系不同部位受力情況的描述應力分布0103材料在外力作用下的位移情況變形與位移02使外力與內力平衡平衡方程求解總結彈性力學是研究物體在外力作用下的應力和應變關系的學科。通過對應力和應變概念的理解，可以更好地掌握材料力學的基本原理，為工程實踐提供理論支持。03第3章彈性理論

彈性體的應力應變關系彈性體在受力作用下會發(fā)生應變，根據(jù)線彈性理論，應力與應變呈線性關系。平面應力和平面應變條件是研究彈性體內部應力和應變分布的重要條件。彈性體的變形能密度函數(shù)可以描述彈性體在變形過程中的能量耗散情況。

彈性體的復合應力狀態(tài)描述應力狀態(tài)的特征值主應力主應力對應的方向主應力方向描述應變狀態(tài)的特征值主應變

描述材料進入屈服狀態(tài)的條件屈服準則0103描述材料的體積變化泊松比02影響材料的剛度楊氏模量數(shù)值模擬技術有限元分析有限差分法網(wǎng)格法實驗驗證方法應變測量技術材料力學試驗數(shù)字圖像相關法

彈性體的應力分析常用方法應力分析法彈性體力學法有限元法總結彈性理論是材料力學中重要的理論基礎，通過研究彈性體的應力應變關系、復合應力狀態(tài)、穩(wěn)定性理論和應力分析等內容，可以更好地理解材料在受力下的行為特性，為工程實踐提供重要參考。04第四章塑性變形

塑性變形的概念塑性變形是指物體在外力作用下發(fā)生的永久性形變，與彈性變形相比，塑性變形會在去除外力后保持形變狀態(tài)。塑性變形可以分為均勻塑性變形和局部塑性變形，常見的塑性變形有拉伸、壓縮、彎曲等形式。

塑性變形的分類整個物體都發(fā)生形變均勻塑性變形只有局部區(qū)域發(fā)生形變局部塑性變形

變形硬化規(guī)律隨著材料的繼續(xù)變形，其硬度會不斷增加變形硬化規(guī)律可以用來描述材料的強化特性塑性流動方程描述材料在塑性變形過程中應力與應變的關系是研究塑性流動行為的重要方程

塑性流動準則屈服準則屈服點是材料在受到外力作用下開始發(fā)生塑性變形的臨界點常見的屈服準則有vonMises屈服準則、Tresca屈服準則等結合了彈性和塑性模型的力學模型彈塑性模型0103研究材料在長時間內受力下的塑性變形特性材料的流變行為02描述材料在受力下應變隨應力變化的曲線應力應變曲線塑性體的加工工藝塑性變形的加工方法包括壓力加工、拉伸加工、擠壓加工等，這些方法可以將原材料通過塑性變形改變其形狀和性能。塑性加工在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用，可以制造各種零部件、構件和產(chǎn)品。在塑性加工過程中，需要對材料的應力分布進行分析，以保證加工質量和效率。05第五章斷裂力學

斷裂力學概述斷裂力學是研究材料在外部荷載作用下發(fā)生斷裂現(xiàn)象的一門學科。主要包括斷裂的定義和分類、斷裂力學的研究對象以及斷裂力學在工程中的應用。

斷裂準則描述了裂紋的擴展條件Griffith準則根據(jù)材料的損傷程度進行評估能量釋放率準則用于預測材料的斷裂行為應力強度因子準則

斷裂模式分析分析裂紋的擴展形式裂紋擴展模式探討裂紋擴展的方向裂紋擴展方向研究裂紋的擴展速度裂紋擴展速率

通過試驗來評估材料的斷裂韌性斷裂韌性試驗0103利用數(shù)值模擬方法預測斷裂現(xiàn)象斷裂力學的數(shù)值模擬02觀察材料斷裂后的形貌特征斷裂斷口形貌觀測總結斷裂力學是材料力學中重要的研究內容，通過對材料斷裂現(xiàn)象的深入了解，可以更好地預測和控制材料的破壞行為。掌握斷裂力學可以為工程實踐提供重要的參考依據(jù)。06第六章高溫力學

高溫力學概述高溫力學是研究材料在高溫環(huán)境下的力學性能和行為的科學。在高溫條件下，材料會出現(xiàn)高溫應力和高溫應變，而高溫力學的應用領域涵蓋航空航天、能源、金屬材料等多個領域。了解高溫下材料的力學性能，有助于提高材料的耐熱性和穩(wěn)定性。

高溫變形行為高溫下材料長時間受力后的不可逆性變形高溫蠕變分析高溫蠕變過程中的應力分布情況高溫蠕變的應力分析控制材料在高溫條件下的蠕變行為高溫蠕變的控制方法

高溫斷裂在高溫條件下，材料的斷裂機理會發(fā)生變化，裂紋擴展的速度會加快，材料容易發(fā)生損傷。了解高溫下的裂紋擴展和材料損傷對于提高材料的高溫穩(wěn)定性和安全性至關重要。實驗過程中對高溫條件的要求和控制高溫力學實驗的要求0103測試高溫條件下材料的力學性能指標高溫材料的力學性能測試02用于模擬高溫環(huán)境下材料力學性能的實驗設備高溫力學試驗設備高溫應變材料在高溫條件下發(fā)生的變形程度高溫力學應用領域航空航天能源金屬材料高溫力學實驗要求精確控制高溫條件準確測量材料性能高溫力學高溫應力指材料在高溫條件下受到的內部應力07第7章總結

包括應力、應變、彈性力學等內容課程內容回顧0103應用知識解決實際問題，拓展學習領域知識應用和延伸02復習重點章節(jié)，掌握關鍵知識重點知識梳理課程內容回顧本學期我們學習了材料力學1的相關內容，包括應力、應變、彈性力學等知識。通過課程的學習，我們深入理解了材料在受力下的行為規(guī)律，掌握了材料的機械性質及其應用。

重點知識梳理描述物體內部受力情況應力描述物體形變情況應變研究物體的彈性特性彈性力學衡量材料的剛度楊