文档介绍：第4章材料力学的基本概念
工程力学(静力学与材料力学)
第二篇材料力学
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第4章材料力学的基本概念
本章介绍材料力学的基础知识、研究方法以及材料力学对于工程设计的重要意义。
材料力学与理论力学在分析方法上不完全相同。材料力学的分析方法是在实验基础上,对于问题做一些科学的假定,将复杂的问题加以简化,从而得到便于工程应用的理论成果与数学公式。
材料力学主要研究变形体受力后发生的变形;研究由于变形而产生的附加内力;研究由此而产生的失效以及控制失效的准则。在此基础上导出工程构件静力学设计的基本方法。
4-1 “材料力学”的研究内容
4-2 杆件的受力与变形形式
4-5 结论与讨论
第4章材料力学的基本概念
4-3 关于材料的基本假定
4-4 力、应力、应变和位移的基本概念
4-1 “材料力学”的研究内容
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4-1 “材料力学”的研究内容
材料力学的研究内容分属于两个学科。
第一个学科是固体力学,即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量,统称为应力分析。但是,材料力学所研究的仅限于杆、轴、梁等物体,大多数工程结构的构件或机器的零部件都可以简化为杆件。
第二个学科是材料科学中的材料的力学行为,即研究材料在外力和温度作用下所表现出的力学性能和失效行为。但是,材料力学所研究的仅限于材料的宏观力学行为,不涉及材料的微观机理。
以上两方面的结合使材料力学成为工程设计的重要组成部分,即设计出杆状构件或零部件的合理形状和尺寸,以保证它们具有足够的强度、刚度和稳定性。
强度:指材料或构件抵抗破坏的能力。
刚度:构件抵抗变形的能力。
稳定性:指构件保持其原有平衡状态的能力。
第4章材料力学的基本概念
“材料力学”的研究内容
4-2 杆件的受力与变形形式
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轴向拉伸
(b) 轴向压缩
1、轴向拉伸和压缩
杆在一对大小相等,方向相反且力的作用线与杆轴线相重合的力作用下所发生的伸长或缩短。
F
F
F
F
基本变形
(2)剪切
杆在一对大小相等,方向相反且力的作用线相距很近的相互平行的力作用下所发生的相互错动。
(3)扭转
杆受一对大小相等,方向相反的力偶,力偶作用面垂直于杆
轴线时,杆件将产生扭转变形,即杆件的横截面绕其轴相互转动。
大自然的剪切效应