文档介绍：绪论
1、材料力学的任务
构件的承载能力:强度、刚度、稳定性。
强度:构件抵抗破坏(断裂或塑性变形)的能力。
刚度——构件抵抗变形的能力。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
构件在正常工作时应满足强度、刚度、稳定性要求
2、杆件变形的基本形式(掌握每种基本变形的受力特点和变形特点)
基本变形
1. 轴向拉伸或压缩:在一对其作用线与直杆轴线重合的外力作用下,直杆在轴线方向发生的伸长或缩短变形。
2. 剪切:在一对相距很近的、大小相同、指向相反的横向外力作用下,直杆的主要变形是横截面沿外力作用方向发生相对错动。
:在一对转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下,直杆的相邻横截面将绕轴线发生相对转动。
 
:在一对转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下,直杆的相邻横截面将绕垂直杆轴线的轴发生相对转动。
 
组合变形:当杆件同时发生两种或两种以上基本变形时称为组合变形。
第二章轴向拉伸和压缩
一、轴向拉伸或压缩时横截面上的内力
(1)内力:由外力作用引起的构件内部相互之间的作用力。
(2)截面法:截面法是求内力的基本方法,在需求内力的截面处,用一假想平面,沿该截面将杆件截开,取其一部分,将弃去部分对留下部分的作用,代之以内力,然后考虑留下部分的平衡,由平衡条件求出该截面上的内力。
(3)轴力:因为外力与轴线重合,故分布内力系的合力作用线必然与轴线重合,若设为,称为轴力。
轴力符号规定:拉为正,压为负。
二、轴向拉伸或压缩时横截面上的应力
正应力公式
三、
1)轴向变形
胡克定律:
∴(胡克定律的另一种形式)
EA——杆件抗拉(或抗压)刚度
2)横向变形
试验证明:当应力不超过比例极限时,横向应变与纵向应变之比的绝对值是一个常数。
μ——横向变形因数(泊松比)为材料常数(弹性常数)
∴με
(hu克定律的适用范围:弹性极限内)
材料拉伸和压缩时的力学性能
了解几个重要的力学性能指标值:弹性极限、屈服极限、强度极限、弹性模量E、剪力弹性模量G
构件强度计算时,塑性材料以屈服极限作为极限应力,脆性材料以强度极限为极限应力。
五、强度条件
强度条件
①强度校核:
强度计算②设计截面:
③确定许用载荷:
图示托架强度计算(强度校核或确定许可荷载)
F
B
C
A
钢
木
300
第三章扭转(掌握基本概念,不作计算要求)
一、概述
:在杆件的两端作用等值,反向且作用面垂直于杆件轴线的一对力偶时,杆的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动,这种变形称为扭转变形。
二、传动轴的外力偶矩、扭矩和扭矩图
(1)Me、m、 P之间的关系
Me——外力偶矩(N∙m)
n——转速(r/min)
P——功率(kW)(1kW=1000N∙m/s)(马力)(1马力=)
每秒钟内完成的功力
(2)扭矩和扭矩图
截面法、平衡方程
ΣMx=0 T-Me=0 T=Me
扭矩符号规定:为无论用部分I或部分II求出的同一截面上的扭矩不但数值相同且符号相同、扭矩用右手螺旋定则确定正负号。
三、圆轴扭转时,横截面上的应力、强度条件
横截面上的切应力
分布规律——一点的切应力的大小与该点到圆心的距离成正比,其方向与该的半径相垂直。
计算公式
极惯性矩与扭转截面系数
实心圆截面
空心圆截面,
强度计算的三类问题
①强度校核
②设计截面
③确定许用载荷Tmax≤[τ]WP
五、圆轴扭转时的变形,刚度条件
(1)扭转角φ的计算
等直圆轴: (G为切变模量,GIp为等直圆杆的扭转刚度)
(2)刚度条件
消除轴的长度l的影响
(rad/m)
:单位长度的扭转角
等直圆轴:
刚度条件
(rad/m)
按照设计规范和习惯许用值的单位为,可从相应手册中查到。
( º)/m
(3)刚度计算
①刚度校核
②设计截面:
③确定许用载荷Tmax
思考:
两根材料不同、截面相同,受相同外力偶矩的作用的圆轴,它们的内力是否相同?变形是否相同?并请说出理由。?(内力应该是一样的, 应为用截面法算的时候与材料的性质无关. 单是变形不一样因为变形与切变模量有关材料不同切变模量就不同)
第四章弯曲应力
一、平面弯曲的概念及梁的计算简图:
1、平面弯曲
二、梁平面弯曲时,横截面上的内力——剪力和弯矩
一般情况下,梁横截面上的剪力和弯矩随截面位置不同而变化,剪力和弯矩为截面位置坐标x的函数。
上面函数表达式称为剪力方程和弯矩方程,根据剪力方程和弯矩