第一章 绪 论
§ 1-1 材料力学的任务一、材力与其它课程的关系理力:
变形体力学:研究物体在外力作用下的变形、内力材力:杆 一维平衡,运动弹力:二维、三维 板壳理论质点、质点系、刚体二、材力的任务构件 (或零件 ):组成结构或机械的单个部分要求构件在外力作用下必须安全 (正常工作)
强度条件,在外力作用下不破坏刚度条件,在外力作用下变形不超过一定范围稳定性条件,在外力作用下保持其原有平衡形态
CL13TU1
钢板尺:一端固定一端自由
CL13TU2,3
材力的任务,在满足强度、刚度和稳定性的要求下,以最经济的代价设计构件、校核构件。
制造构件必须经济:节约材料,减轻自重
§ 1-2 变形固体及其基本假设变形固体,构件是由固体材料制成的,固体在外力作用下要变形,故称为变形固体材料力学中对变形固体所作的基本假设:
一、连续性假设认为物质毫无空隙地充满了物体的几何空间,结构是密实的二、均匀性假设物体内任一部分性质相同三、各向同性假设材料沿着各个方向性质相同四、小变形假设变形远小于构件尺寸,在研究构件的平衡和运动时按变形前的原始尺寸进行计算,
以保证问题在几何上是线性的。
在求某一小变形值时,其高阶小量就可舍去
N1 N2
2 1N Pc o s
N
P
1 2? c o s?
§ 1-3 外力及其分类按作用方式分类,
体积力:连续分布在物体内部各点上的力如重力、惯性力面积力:连续分布在物体一个面上的力集中力:力的作用面积很小按作用时间分类:
静载荷:由零开始缓慢增加至某一定值后不随时间变化
(不使物体产生加速度)
动载荷:随时间变化的力
(交变载荷、冲击载荷)
§ 1-4 内力、截面法和应力内力
“附加内力”
平均应力
p
P
AA

0lim
A
P
p
P
A
总应力正应力
p
p c o s
p s in
剪应力
p
应力,是内力的集度,即单位面积上的内力应力的单位,PaN / m 2
1 N / m Pa2? 1
即 帕斯卡
1 M P a = 10 Pa6
1 G P a = 10 Pa9
§ 1-5 位移及变形的概念线位移:自物体内某一点的原位置到新位置所连直线的距离角位移:物体上的某一直线段旋转的角度线应变
s
s u?
A
B
A
B

u
s

lim
s
u
s0
平均线应变:
角应变

dx
dy
应变纯粹是描述固体变形的一种几何度量,
正应变或线应变有在几何上表示伸长、缩短的作用。而角应变或切应变引起物体形状的改变。
CL1TU10


§ 1-6 杆件变形的基本形式杆:一个方向的尺寸远大于其它两个方向的尺寸纵向(长的一个方向)
横向(短的两个方向)
横截面:垂直于长度方向的截面轴 线:所有横截面形心的连线横截面和轴线是相互垂直的直 杆:轴线为直线等直杆:轴线为直线,横截面相同曲 杆:轴线为曲线杆件的四种基本变形形式:
(1)拉伸或压缩杆受一对大小相等,方向相反的纵向力,力的作用线与杆轴线重合
(2)剪切杆受一对大小相等,方向相反的横向力,力的作用线靠得很近
(3)扭转杆受一对大小相等,方向相反的力偶,力偶作用面垂直于杆轴线
(4)弯曲杆受一对大小相等,方向相反的力偶,力偶作用面是包含轴线的纵向面