文档介绍：作者简介:郭志明,现在就读天津大学固体力学专业绪论基本概念材料力学的任务:载荷,弹性变形,塑性变形设计构件需要满足以下三个方面的要求:强度,刚度,稳定性强度:构件抵抗破坏的能力刚度:构件抵抗变形的能力稳定性:构件维持其原有平衡形式的能力基本假设:连续均匀性,各项同性,小变形研究对象及变形形式:杆:构件的某一方向的尺寸远大于其他两个方面的尺寸平板,壳,块体变形形式:拉伸(压缩),剪切,扭转,弯曲基本概念内力:构件内部相邻两部分之间由此产生的相互作用[最新最&~新@]截面法:假象切开,建立平衡方程,求截面内力第一章:轴向拉伸,压缩和剪切基本概念轴力:截面内力FN及FN’的作用线与轴线重合,称为内力轴力图:表示轴力随横截面位置的变化应力:轴力FN均匀分布在杆的横截面上(正应力)圣维南原理斜截面上的应力:拉压杆的变形:(弹性范围内)EA称为杆件的抗拉(压)刚度泊松比:弹性范围内。横向应变和纵向应变之比的绝对值工程材料的力学性能:材料在外力作用下在强度和变形方面表现出的性能。Eg:应力极限值,弹性模量,泊松比等。力学性能决定于材料的成分和结构组织,与应力状态,温度和加载方式相关,力学性能,需要通过实验方法获得。弹性变形:塑性变形:低碳钢拉伸实验四个阶段:弹性,屈服,强化,颈缩屈服:应力在应力-应变曲线上第一次出现下降,而后几乎不变,此时的应变却显著增加,这种现象叫做屈服冷作硬化:常温下经过塑性变形后材料强度提高,塑性降低的现象真应力应变:,(工程应变)其他材料的拉伸实验[最*%~最新#]温度,时间及加载速率对材料力学性能的影响蠕滑现象:松弛现象:冲击韧性:材料抵抗冲击载荷的能力(可以通过冲击实验测定)许用应力:对于某种材料,应力的增长是有限的,超过这一限度,材料就要破坏,应力可能达到的这个限度称为材料的极限应力。通常把材料的极限应力/n作为许用应力[σ],强度条件:杆内的最大工作应力节点位移计算集中应力:由于试件截面尺寸急剧改变而引起的应力局部增大的现象[最%新*~@^]应力集中系数:,σn是指同一截面上认为应力均匀分布时的应力值[最^~%&*新]超静定问题:未知力的数目超过独立的平衡方程的数目,因此只由平衡方程不能求出全部未知力,这类问题成为超静定问题。超静定结构具有多余约束,解决这类问题需要考虑力学,几何和物理三方面温度应力:温度变化时杆件会伸长或者缩短,在静定结构中,杆能自由变形,所以杆内不会产生应力。在超静定结构中,具有多余约束,温度变化将使杆内产生应力,即温度应力。杆的变形包括由温度引起的变形和由力引起的变形。第二章:扭转基本概念轴:以扭转变形为主的杆件受力特点:垂直于杆件轴线的两个相隔平面内作用有反向等值力偶变形特点:任两个相邻横截面绕杆轴线发生相对转动力偶矩:使杆件发生扭转变形的力偶矩Me等于杆件承受的外力对杆轴的力矩,有时也称Me为转矩。P=Mexω(相当于P=FxV)扭矩:作用在横截面内的这一内力偶矩称为该截面的扭矩,T(相当于拉压时候的轴力)扭矩图:表示扭矩随截面位置的变化薄壁筒扭转扭转角ϕ:右端面相对左端面转动的角度,它表示杆的扭转变形切应变γ:由于错动而形成的直角改变量切应力互等定理:单元体中互相垂直的两个面上,垂直于公共棱边的切应力数值相等,它们的方向指向公共棱边或背离公共棱边。纯剪切状态:四个侧面上只有切应力而没有正应力的作用的应力状态。剪切胡克定律:,G为切变模量圆轴扭转时的应力与变形几何方程:,半径为ρ,切应变为γρ,θ=dφ/dx物理方程:横截面上任一半径为ρ处点的切应力为静力学关系:极惯性矩:(圆截面对轴心O的极惯性矩)抗扭截面系数:抗扭刚度:圆轴扭转的强度与刚度计算强度条件:[最*新新#~&]刚度条件:,θ是单位长度扭转角,许用扭转角[θ]弹簧的应力非圆截面杆扭转:矩形,开口薄壁截面(角形,工字型,槽型),闭口薄壁截面第三章弯曲内力基本概念弯曲:轴线由直变弯或曲率发生变化的变形梁:以弯曲变形为主的杆件。有直梁和曲梁平面弯曲:直梁的横截面具有对称轴,全梁有纵向对称面,所有外力都位于该对称面内,梁的轴线由直线弯成位于位于该对称面内的一条平面曲线支座的简化:固定铰链,活动铰链,固支端梁的分类(根据约束):简支梁(一端固定铰链,另一端为活动铰链),外伸梁,悬臂梁超静定梁:一个梁设置较多的支座弯曲内力:剪力和弯矩(垂直于横截面的内力的合力偶矩)方向:顺时针错动时剪力为正,反之为负。完成下凸时弯矩为正[最*最新@&新]剪力图和弯矩图:为了作梁的强度和刚度计算,有必要知道沿梁轴线不同截面上剪力和弯矩的变化规律。剪力方程:表示剪力Fs随截面位置x的变化规律弯矩方程:表示弯矩随截面位置x的变化规律弯矩,剪力和分布载荷集度之间的关系微分关系:,积分关系:,平面钢架内力图钢架:由刚性结点连接杆件所组成的架构平面钢架:如果