材料力学基本假设和概念课件.ppt

1、第四章 材料力学的基本假设和基本概念 第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学本章介绍本章介绍材料力学的材料力学的任务任务应变应变的概念的概念杆件杆件变形变形的基本形式的基本形式材料力学的材料力学的基本假设基本假设外力外力与与内力内力应力应力的概念的概念第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学主要内容主要内容内力；内力；变形；变形；强度、刚度、稳定性强度、刚度、稳定性 承载能力承载能力强度、刚度和稳定性强度、刚度和稳定性。构件构件机械或工程结构的每一组成部分机械或工程结构的每一组成部分。变形体变形体研究对象研究对象。第

2、四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学 刚度刚度构件在外力作用下抵抗变形的能力。构件在外力作用下抵抗变形的能力。强度强度构件在外力作用下抵抗破坏的能力。构件在外力作用下抵抗破坏的能力。稳定性稳定性构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力。构件在外力作用下保持原有平衡形态的能力。第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学1.连续性假设（连续性假设（数学假设数学假设）3.各向同性假设（各向同性假设（物理学假设物理学假设）2.均匀性假设均匀性假设（力学假设）（力学假设）组成固体的物质不留空隙地充满了整个固体的体积。组成固体的物质

3、不留空隙地充满了整个固体的体积。固体内各点处具有相同的力学性能。固体内各点处具有相同的力学性能。各向同性材料各向同性材料：固体材料内沿各个不同方向的：固体材料内沿各个不同方向的力学性能相同。力学性能相同。各向异性材料各向异性材料：固体材料内沿各个不同方向的：固体材料内沿各个不同方向的力学性能不同。力学性能不同。第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学灰口铸铁灰口铸铁第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学4.小变形假设（小变形假设（几何假设几

4、何假设）1）材料力学范围内可接受和计算的变形材料力学范围内可接受和计算的变形2）变形远小于构件的尺寸变形远小于构件的尺寸3）在原始构形和尺寸上进行结构在原始构形和尺寸上进行结构分析。分析。ABCF固体受力后的变形比固体的原始尺寸小得多。固体受力后的变形比固体的原始尺寸小得多。第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学内力内力：F1FnF3F2第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学内力的主矢和主矩内力的主矢和主矩第四章第四章 材料力学的基本假设

5、和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学截面法截面法:获得内力的常规方法获得内力的常规方法1F2F5F4F3Fmm1F2F5F4F3F第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学13 1）切切:将元件切为两部分。将元件切为两部分。2）取取:选取其中任一部分为研究对象。选取其中任一部分为研究对象。3）代代:使用内力代替另一部分的作用力使用内力代替另一部分的作用力4）平平:使作用在选取部分上的各力平衡，得到内力。使作用在选取部分上的各力平衡，得到内力。截面法可以概括为截面法可以概括为4个字：个字：第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和

6、基本概念材料力学F1F2FiFnF3M1M2问题问题由同一种材料制成的两个杆。由同一种材料制成的两个杆。它们受相同的外力作用。它们受相同的外力作用。F1F2FiFnF3M1M2哪个会先破坏？哪个会先破坏？为什么？为什么？第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学应力应力:一点处内力的集度，单位面积上的内力。一点处内力的集度，单位面积上的内力。F1FnF3F2第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学点点M处的平均应力处的平均应力mFpA点点M的应力的应力0ddlimAFFpAA p应力的定义应力的定义 M M AF第四章第

7、四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学应力应力p法向分量法向分量正应力正应力切向分量切向分量剪剪(切切)应力应力 分解分解 合成合成pM 第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学Pa应力的单位应力的单位2N/m1Pa1Pa10MPa162N/mm1MPa1MPaPa10GPa19GPapM 第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学xyzMyMzFN-AzxMyA)d(AyxMzA)d(AxxFNAdxxyxzdA第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力

8、学xyzxxyxzdAMxFsyFszA(xzdA)y Mx+-A(xydA)zAxzdA FQzAxydA FQy第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学 xxdxuu+du dxduxex xdx第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学xydxPoint CCDEDEdu正应变正应变：单位长度的线变形单位长度的线变形点点C C处沿处沿x x方向：方向：剪剪(切切)应变应变：lim2DCECE CD-+dxduCDCDDCCD-lime单元体单元体s问题：问题：“正应变是单位长度的线变形量正应变是单位长度的线变形量”

9、？单元体中直角的改变量，单元体中直角的改变量，点点C C处参照处参照x x、y y的方向：的方向：第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学1.构件分类构件分类杆杆板板壳壳块块第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学轴线轴线形心形心横截面横截面杆杆纵向尺寸远大于横向尺寸的构件。纵向尺寸远大于横向尺寸的构件。横截面横截面轴线轴线直杆、曲杆直杆、曲杆等直杆等直杆第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学轴向拉伸轴向拉伸轴向压缩轴向压缩2.杆件变形形式和加载特征杆件变形形式和加载特征轴向载荷

10、轴向载荷外力的合力沿杆件的轴线方向作用。外力的合力沿杆件的轴线方向作用。FFFF1）拉伸或压缩拉伸或压缩第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学F剪切载荷剪切载荷两外力等值、反向、平行并稍错开。两外力等值、反向、平行并稍错开。F2）剪切剪切第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学扭转载荷扭转载荷外部力偶矢量平行于轴线外部力偶矢量平行于轴线MM3）扭转扭转第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学弯曲载荷弯曲载荷外部力和力偶矢量垂直于轴线。外部力和力偶矢量垂直于轴线。1F2FMq4）弯曲弯曲第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学第四章第四章 材料力学的基本假设和基本概念材料力学的基本假设和基本概念材料力学5）组合变形组合变形本章完本章完