文档介绍：华中科技大学力学系
王琳
材料力学
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Mechanics of Materials
材料力学的研究对象:弹性杆件
材料力学研究内容:构件的强度、刚度和稳定性
强度(strength) 构件抵抗破坏的能力
刚度(stiffness) 构件抵抗弹性变形的能力
稳定性(stability) 构件保持原有平衡状态的能力
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弹性杆件受力如何?
内力如何?
如何变形?破坏?
如何设计?
材料力学的任务是:解决安全性和经济性的矛盾,研究弹性杆件受力后发生的变形、由变形而产生的附加内力以及导致失效和控制失效的准则,并在此基础上建立工程构件安全设计的基本方法。
性态
规则
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材料力学基本假设和条件
均匀连续性假设
假设构件在整个几何空间内毫无空隙地充满了相同的物
质,其组织结构处处相同,而且是密实、连续的。
各向同性性假设
假设材料在各方向上的力学性质相同。
小变形条件
构件受力后变形的尺寸大小远远小于构件原始尺寸。
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构件受力与变形的基本形式
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提出问题,选择有关的研究系统。
对系统进行抽象与简化,建立力学模型。
利用力学原理进行分析、推理,得出结论
与已知结论相比较,或由实验进行验证。
确认或进一步改善模型,深化认识
材料力学研究方法
材料力学解决问题的一般方法,类似于一般科学研究的普遍方法,可归纳为:
建立力学模型是最关键的。(需要知识和经验)
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材料力学分析方法的具体化
以弹性杆件为研究对象的材料力学研究基本方法,
包括下述三个方面的研究:
1) 力和平衡条件的研究。
2) 变形几何协调条件的研究。
3) 力与变形之关系的研究。
研究主线
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(1) 受力分析及静力平衡条件(力的分析)
物体受什么力作用? 处于平衡状态的物体,应
当满足什么条件?(静力平衡条件)
(2) 变形的几何协调条件(几何分析)
材料是均匀连续的,受力变形后仍然应连续,固体内既不引起“空隙”,也不产生“重叠”。
发生破坏前,材料的变形应是几何可能的。
(3) 力与变形间的物理关系(材料模型)
力与变形(如伸长)成正比,如虎克定律,是反
映材料线弹性性能的最简单的物理关系。
不同材料、不同的变形形式,有不同的模型。
材料力学
第二章轴向拉伸和压缩
Axial tension pression
拉伸和压缩是杆件基本受力与变形形式中最简单的一种,所涉及的一些基本原理与方法比较简单,但在材料力学中却有一定的普遍意义。
本章主要介绍杆件承受拉伸和压缩的基本问题,包括:内力、应力、变形;材料在拉伸和压缩时的力学性能;拉压杆的强度设计、变形计算以及连接部分的强度计算。
轴向拉伸和压缩