湖南大學材料力學-第一章：緒論

材料力學緒論第一章一、材料力學的任務人工建造物結構組成結構的部件、零件構件橫梁立柱屋架對構件的基本力學要求1.強度要求：要求構件在正常工作條件的荷載作用下不破壞。強度–––構件或材料抵抗破壞的能力。2.剛度要求：要求在正常工作條件的荷載作用下，構件的變形不超過某一限度。剛度–––構件抵抗變形的能力。3.穩(wěn)定性要求：要求在正常工作條件下，構件原有形狀下的平衡為穩(wěn)定的平衡。PP桿件失穩(wěn)的后果往往是嚴重的，如房屋的立柱如果發(fā)生失穩(wěn)，就可能導致房屋的倒塌。在設計構件的時侯，不但需要滿足強度、剛度和穩(wěn)定性的基本要求，還必須盡可能地選用合適的材料和降低材料的消耗量，以達到降低成本和減輕自重的目的。一般來說，前者要求多用材料，后者要求少用材料，為了達到最合理的目標，必須從力學的角度提供正確的方法。與這個任務相適應，材料力學作為一門學科，一般包括以下兩方面的內(nèi)容：構件的力學分析–––研究構件的強度、剛度、穩(wěn)定性并且合理解決安全與經(jīng)濟的矛盾。材料力學采用理論分析加實驗的研究方法材料的力學性質(zhì)–––在外力作用下，材料的變形與所受外力之間的關系。二、關于變形固體及其基本假設1.變形固體關于變形的基本概念和名詞彈性–––物體在引起變形的外力被除去以后，能即刻恢復它原有形狀和尺寸的性質(zhì)。塑性變形–––變形體在外力被除去后不能消失的變形。塑性——物體具有塑性變形的性質(zhì)彈性變形–––變形體在外力被除去后能完全消失的變形。部分彈性體–––去掉外力后不能完全恢復原來形狀和尺寸的物體。材料力學研究對象：完全彈性體完全彈性體–––去掉外力后能完全恢復原來形狀和尺寸的物體。實驗表明：大多數(shù)材料在荷載不超過某一極限的時候，材料的表現(xiàn)接近完全彈性體。2.基本假設①連續(xù)性假設首先認為組成物體的物質(zhì)毫無空隙地充滿了整個物體的幾何容積，其次物體受力產(chǎn)生的變形也是連續(xù)的，即不產(chǎn)生“空隙”，也不引起“擠入”。②均勻性假設認為在物體內(nèi)各處的力學性質(zhì)完全相同。AB形狀、尺寸、取向相同當P1=P2時，若1=2稱A、B兩點在該方向的力學性質(zhì)相同。P1P11ABP2P22③各向同性認為材料在各個不同方向具有相同的力學性質(zhì)。A形狀、尺寸相同當P1=P2時，若1=2稱A點在這兩個方向的力學性質(zhì)相同。P11AP1P2P22④小變形假設物體產(chǎn)生的變形與整個物體的原始尺寸相比是極其微小的。PLPA理論力學與材料力學的研究對象在模型上的區(qū)別。理論力學：剛體材料力學：變形固體完全彈性體理論力學中有些僅能用于剛體的公理，材料力學中不再成立。加減平衡力公理推論：力可沿其作用線移動。P1=P2，則P1、P2組成平衡力系；分別去掉P1、P2，沿力的作用線移動P1、P2，得到以下兩圖：P1P2拉伸變形無變形P1P2壓縮變形不能隨意進行力向某點的簡化所以：力不能隨意沿作用線移動三、構件的分類1.塊體構件三個方向尺寸為同量級2.板、殼構件一個方向尺寸遠小于其他兩方向的尺寸。中面為平面稱為板中面為曲面稱為殼板殼3.桿構件的一個方向的尺寸遠大于其他兩個方向的尺寸。曲桿等直桿變截面桿材料力學主要研究桿件的受力和變形問題桿件的主要幾何特征：橫截面，軸線直桿變截面桿等截面桿曲桿按軸線分類按橫截面分類桿件分類工程中最為常見的桿為等截面直桿稱為等直桿。四、桿件變形的基本形式1.軸向拉伸與壓縮PP拉伸PP壓縮2.剪切PP3