材料力学绪论09年用.ppt
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1、材材 料料 力力 学学主讲:刘江副教授主讲:刘江副教授联系方式:联系方式:电话:电话:87583389(办)(办)E-mail:13006185229QQ:601891628辅导答疑:辅导答疑:时间:每周一、二、三下午时间:每周一、二、三下午7-8节课节课地点:城市建设工程学部教师办公室地点:城市建设工程学部教师办公室225室室1.1.材料力学材料力学绪论绪论1.11.1 材料力学的任务材料力学的任务高等学校力学课程的设置:高等学校力学课程的设置:理论力学,材料力学,工程力学,建筑力学,结构力学。理论力学,材料力学,工程力学,建筑力学,结构力学。材料力学的研究对象:材料(变形体)的力学行为材料
2、力学的研究对象:材料(变形体)的力学行为材料的力学行为:即材料在荷载作用下,材料的变材料的力学行为:即材料在荷载作用下,材料的变形,内力的分布,破坏,以及稳定性问题。形,内力的分布,破坏,以及稳定性问题。1几个术语几个术语构件构件:工程结构中的组件统称为构件。:工程结构中的组件统称为构件。桥式起重机的主梁、吊钩、钢丝绳;桥式起重机的主梁、吊钩、钢丝绳;悬臂吊车架的横梁悬臂吊车架的横梁AB,斜杆斜杆CD都是构件。都是构件。实际构件有各种不同的形状,所以根据形状的不同将构件实际构件有各种不同的形状,所以根据形状的不同将构件分为:分为:杆件、板和壳、块体杆件、板和壳、块体。杆件杆件:长度远大于横向尺
3、寸的构件,其几何要素是横截面横截面和轴线。轴线。按横截面和轴线两个因按横截面和轴线两个因素可将杆件分为:素可将杆件分为:横截面横截面:与轴线垂直的:与轴线垂直的截面;截面;轴线轴线:横截面形心的连:横截面形心的连线。线。等截面直杆等截面直杆;等截面曲杆杆等截面曲杆杆;变截面直杆变截面直杆;变截面曲杆杆变截面曲杆杆。杆件横截面类型:圆形、矩形、工字形、槽形等杆件横截面类型:圆形、矩形、工字形、槽形等板和壳板和壳:构件一个方向的尺寸(厚度)远小于其它两个方向的尺寸。块体块体:三个方向(长、宽、高)的尺寸相差不多的构件。在本教程中,如未作说明,构件即认为是指杆件。在本教程中,如未作说明,构件即认为是
4、指杆件。强度:强度:构件在外载作用下,具有足够的抵抗断裂破坏的能力。构件在外载作用下,具有足够的抵抗断裂破坏的能力。ABAB2几个基本概念几个基本概念2007年年6月月15日上午日上午5时许,时许,325国道广东九江大桥被一艘运输国道广东九江大桥被一艘运输船撞击桥墩,造成船撞击桥墩,造成200多米桥面坍塌多米桥面坍塌2007年年8月月13日日16时时45分许,湖分许,湖南省湘西自治州凤凰县沱江大南省湘西自治州凤凰县沱江大桥突然坍塌。沱江大桥长桥突然坍塌。沱江大桥长320米,宽米,宽12米,原计划于今年米,原计划于今年8月底竣工通车。月底竣工通车。刚度:刚度:构件在外载作用下,具有足够的抵抗变形
5、的能力。构件在外载作用下,具有足够的抵抗变形的能力。如:汽车传动主轴不应变形如:汽车传动主轴不应变形过大,否则影响驾驶性能。过大,否则影响驾驶性能。如:建筑物不应变形过大,如:建筑物不应变形过大,否则没有安全感。否则没有安全感。AB允许位移:允许位移:外圈:外圈:6770mm中圈:中圈:161178mm内圈:内圈:208286mm稳稳定定性性:某某些些构构件件在在特特定定外外载载,如如压压力力作作用用下下,具具有有足足够够的的保保持持其原有平衡状态的能力。其原有平衡状态的能力。例如:千斤顶的螺杆例如:千斤顶的螺杆材料力学的任务:材料力学的任务:1)研究杆件的强度、刚度和稳定性;)研究杆件的强度
6、、刚度和稳定性;2)研究材料的力学性能;)研究材料的力学性能;3)为为合合理理解解决决工工程程构构件件设设计计中中安安全全与与经经济济之之间间的的矛矛盾提供力学方面的依据。盾提供力学方面的依据。杆杆件件的的强强度度、刚刚度度和和稳稳定定性性问问题题均均与与所所用用材材料料的的力力学学性性能能有有关关,因因此此实实验验研研究究和和理理论论分分析析是是完完成成材材料料力力学学任任务所必需的手段。务所必需的手段。1.2 1.2 变形固体极其基本假设变形固体极其基本假设变形固体变形固体:在外力作用下,一切固体都将发生:在外力作用下,一切固体都将发生变形变形。而构件一。而构件一般均由固体材料制成,所以构
7、件一般都是变形固体。般均由固体材料制成,所以构件一般都是变形固体。基本假设基本假设:由于变形固体种类繁多,在材料力学中通常省略一:由于变形固体种类繁多,在材料力学中通常省略一些次要因素,变形固体作下列假设:些次要因素,变形固体作下列假设:1连续性假设连续性假设:认为整个物体所占空间内毫无空隙地充满物质。认为整个物体所占空间内毫无空隙地充满物质。2均匀性假设均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同。认为物体内的任何部分,其力学性能相同。3各向同性假设各向同性假设:认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。变形固体及其基本假设变形固体及其基本假设变
8、形固体及其基本假设变形固体及其基本假设刚体:在力的作用下,不变形的物体。刚体:在力的作用下,不变形的物体。刚体:在力的作用下,不变形的物体。刚体:在力的作用下,不变形的物体。变形固体变形固体:分为完全弹性体和部分弹性体。:分为完全弹性体和部分弹性体。1.3 1.3 变形和位移变形和位移变形变形:由变形固体构成的物体,:由变形固体构成的物体,在外力作用下会改变自己的在外力作用下会改变自己的形状和尺寸,形状和尺寸,称为变形。称为变形。位移位移:物体发生变形后,:物体发生变形后,物体上的各个点、各条线和各个面都物体上的各个点、各条线和各个面都可能发生空间可能发生空间 位置的改变,位置的改变,称为称为
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