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材 料 力 学 主讲：朱国权 世界重大工程事故 魁北克大桥崩塌 泰坦尼克客轮沉没 “长尾鲨”号核潜艇失事沉没 维昂特坝崩塌 DC－10客机失事 堪萨斯城饭店倒塌 “挑战者号”航天飞机失事 国内事故 某地即将竣工的斜拉桥崩塌 某地压力容器爆破事故 某重大设备曲柄断裂 某机场弦梯在下客时根部断裂 某市某楼工地施工中屋板塌落 第一章 绪论 1.1 材料力学的任务 桥梁结构 第一章 绪论 1.1 材料力学的任务 航空航天 第一章 绪论 1.1 材料力学的任务 1.1 材料力学的任务 1.1 材料力学的任务 构件应满足的要求： 具有足够的刚度 构件在外载作用下，抵抗变形的能力。 例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。 材料力学与理论力学的关系 理论力学研究刚体的外部效应（构件受到的外力） 材料力学研究变形固体的内部效应（构件受到的内力）及变形。 材料力学的作用 —— 承前启后的阶段性 后续的力学（其它的变形体力学） 结构力学，弹性力学，塑性力学，断裂力学, 纳米力学，流体力学 后续的专业课程 有助于学习其它工程：土木、机械、航空、航天、交通、运输、材料、生物、工程、仪表等 今后工程工作中直接受益 1.2 变形固体的基本假定 材料力学的分析方法是在实验基础上，对于问题作一些科学的假定，将复杂的问题加以简化，从而得到便于工程应用的理论成果与数学公式。 变形固体：在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体。 构件一般均由固体材料制成，故构件一般都是变形固体。 1.3 外力及其分类 1.4 内力、截面法和应力的概念 内力：外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 求内力的方法－－截面法 1.6 构件的分类 杆件变形的基本形式 构件的分类：杆件、板壳*、块体* 小结 须掌握知识点 了解外力及其分类 掌握截面法 掌握应力、应变的概念 了解杆件的分类 熟悉杆件的四种基本变形 F F FA FB A B F F FN 第一章 绪论 第一章 绪论 第一章 绪论 1.2 变形固体的基本假设 连续性假设： 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 均匀性假设： 认为物体内的任何部分，其力学性能相同 各向同性假设： 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同 小变形假设： 材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其变形。 第一章 绪论 F α α ① ② A F A’ 第一章 绪论 小变形假设 第一章 绪论 材料力学中是把实际材料看作均匀、连续、各向同性的可变性体，且在大多数场合下局限于弹性变形范围内和小变形条件下进行研究。 四 按外力作用的方式 体积力:是连续分布于物体内部各点的力 如物体的自重和惯性力 面积力 如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力 若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等 按时间 分布力： 集中力： 静载： 动载： 缓慢加载（a≈0） 快速加载（a≠0），或冲击加载 第一章 绪论 第一章 绪论 1、切 2、留 3、代 4、平 FS M F F a a 1.4 内力、截面法和应力的概念 第一章 绪论 截面法 1.4 内力、截面法和应力的概念 第一章 绪论 一点的应力：当面积趋于零时，平均应力的大小和方向都将趋于一定极限，得到 应力 目录 平均应力:某范围内单位面积上内力的平均集度 应力的国际单位为Pa 1N/m2= 1Pa（帕斯卡） 1MPa = 106Pa 1GPa = 109Pa 应力总量P 可以分解成: 垂直于截面的分量σ(sigma，西格马)－－正应力 平行于截面的分量τ(tau,套)－－切应力 1.4 内力、截面法和应力的概念 第一章 绪论 1.4 位移、变形及应变的概念 第一章 绪论 位移 线位移 角位移 变形 线变形 角变形 F C’ D’ E’ A A’ C D E 线（正）应变ε(epsilon, 艾普西隆) 角（切）应变γ (gamma, 伽马) 1.4 位移、变形及应变的概念 第一章 绪论 F C’ D’ E’ A A’ C D E 第一章 绪论 第一章 绪论 材料力学简史 重大工程事故 材料力学任务 材料力学作用 基本假设 外力及其分类 内力、截面法 应力的概念 位移变形应变 构件的分类 变形基本形式 本章小结 */49 制作：朱国权 西南科技大学力学教研室 参考资料 主要参考书： 《材料力学(I)》、《材料力学(II)》， 杨伯源主编，机械工业出版社 《材料力学(I)》、《材料力学(II)》， 单辉祖主编，高等教育出版社 《材料力学(I)》、《材料力学(II)》（第4版）， 孙训方主编，高等教育出版社，2002 《材料力学》