工程力学课件7.pptx

《工程力学A》第七章 材料力学绪论绪论主要内容 材料力学的发展简史 材料力学的研究对象、任务与研究方法 变形固体的基本假设 内力、应力与截面法 位移、变形与应变 杆件变形的基本形式 §7-1 材料力学发展简史§7-1 材料力学发展简史? 中国古代有关材料力学的应用安澜竹索桥(宋代建)(1964年改为钢缆承托的索桥)充分利用竹材的拉伸强度赵州桥(石拱桥)595-605年建，充分利用石料的压缩强度 §7-1 材料力学发展简史伽利略(意大利)?材料力学在近代的发展 1638年：《关于两门新科学的 谈话和数学证明》 — 关于梁的弯曲试验和理论分析☆梁的抗弯能力~几何尺寸的力学相 似关系。☆受集中载荷的简支梁，最大弯矩 在载荷处，且与它到两支点的距 离之积成比例。☆提出了梁强度的计算公式，但结 论不正确。开创了用系统科学实验与观察的方法进行研究的先河. §7-1 材料力学发展简史胡克的弹性实验装置?材料力学在近代的发展胡克（英国）1678年：发现“胡克定律” §7-1 材料力学发展简史欧拉 (瑞士)?材料力学在近代的发展 主要研究梁的变形：?《曲线的变分法》，推导出受横向力的悬臂杆的挠度表达式?《关于柱的承载力》，讨论了压杆稳定问题，引入了临界载荷的概念。? 还研究了大变形问题、变截面梁的问题、具有初始曲率杆的问题。 §7-1 材料力学发展简史 约翰·伯努利(瑞士) 拉格朗日(意大利)阐述了“虚功原理”提出“虚位移原理”?材料力学在近代的发展 §7-1 材料力学发展简史?材料力学在近代的发展纳维 (法国)研究了扭转问题、梁的弯曲问题、提出了解超静定问题的位移法1826年，第一本《材料力学》托马斯·杨 (英国)定义“弹性模量” §7-1 材料力学发展简史?材料力学在近代的发展圣维南(法国) 泊松 (法国) 研究了扭转和弯曲问题，提出了“圣维南原理”定义“泊松比” §7-1 材料力学发展简史铁摩辛柯 (乌克兰)?材料力学在近代的发展建立“铁摩辛柯梁”模型研究了圆孔附近的应力集中问题，梁板的弯曲振动问题，薄壁杆件扭转问题，弹性系统稳定性问题等出版了大量力学教材：《材料力学》、《高等材料力学》 、 《结构力学》、 《板壳理论》等20多部 §7-1 材料力学发展简史? 材料力学在现代的发展 19世纪中叶，铁路桥梁工程的发展，大大推动了材料力学的发展，当时材料力学的主要研究对象为钢材； 20世纪，各种新型材料(复合材料、高分子材料等)广泛应用，实验水平、计算方法不断提高； 现在，材料力学所涉及的领域更加广阔，它仍在发展。 §7-2 材料力学的研究对象与任务体(body)壳(shell)板 (plate)杆(bar/rod)§7-2 材料力学的研究对象与任务1、研究对象? 材力的主要研究对象是杆，以及由杆组成的简单杆系， 同时也研究一些形状与受力均比较简单的板与壳。 §7-2 材料力学的研究对象与任务2、材料力学的任务一 （1）构件有足够的承载能力。 a) 具有足够的强度（Strength） b) 具有足够的刚度（Stiffness） c) 具有足够的稳定性（Stability） （2）在上述三个条件满足的前提下，考虑降低成本。a） 确定适用的材料； b）确定合理的形状与尺寸。 §7-2 材料力学的研究对象与任务麻绳钢绳对构件在荷载作用下正常工作的要求： Ⅰ. 具有足够的强度（strength）— 构件抵抗破坏的能力— 构件在荷载作用下不断裂， 荷载去除后不产生过大的永久变形(塑性变形)√ §7-2 材料力学的研究对象与任务 Ⅱ. 具有足够的刚度（stiffness）— 构件抵抗变形的能力— 荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围 §7-2 材料力学的研究对象与任务不倒翁铅笔细长杆 Ⅲ. 满足稳定性要求（stability）— 构件保持原有平衡形式的能力— 对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持 原有形态的平衡。 §7-2 材料力学的研究对象与任务 材料力学的研究方法？理论分析材料力学包含的两个方面测定材料的力学性能，从而解决某些不能全靠理论分析的问题。实验研究—— §7-3 材料力学的基本假设§7-3 材料力学的基本假设? 材料力学主要研究钢材等金属材料? 材料力学研究材料的宏观力学行为三个基本假设：? 连续性假设：认为材料无空隙地充满于整个构件。 —— 力学量可以用坐标的连续函数表示。? 均匀性假设：构件内每一处的力学性能相同。 —— 通过试样得到的材料性能可用于构件的任何部位。? 各向同性假设：构件某一处材料沿各个方向的力 学性能均相同。 §7-4 外力、内力与截面法静载荷分布力集中力动载荷力的分布载荷随