文档介绍：Mechannincs of materials
Strength of materials
Introduction
材料力学是固体力学的一个基础分支,是工科重要的技术基础课,只有学好材料力学才能学好与本专业有关的后续课程(例如:机械零件等)。
材料力学与工程的关系:材料力学广泛应用于各个工程领域中,如众所周知的飞机、飞船、火箭、火车、汽车、轮船、水轮机、气轮机、压缩机、挖掘机、拖拉机、车床、铇机、铣机、磨床、杆塔、井架、锅炉、贮罐、房屋、桥梁、水闸、船闸等数以万计的机器和设备、结构物和建筑物,在工程设计中都必须用到材料力学的基本知识。对于某些工程如化学工程,由于客观条件的苛刻,如:高温、高压、低温、低压、易燃、易爆、腐蚀、毒性对于机器和设备的力学设计将提出更高的要求。因此对于各类高等工业大学的学生和实际工程中的工程师们都必须具备扎实的材料力学知识。
第一章绪论
§ 材料力学的任务
§ 变形固体的基本假设
§ 外力及其分类
§ 内力、截面法和应力的概念
§ 变形与应变
§ 杆件变形的基本形式
§ 材料力学的任务
材料力学主要研究固体材料的宏观力学性能,构件的应力、变形状态和破坏准则,以解决杆件或类似杆件的物件的强度、刚度和稳定性等问题,为工程设计选用材料和构件尺寸提供依据。
材料的力学性能:如材料的比例极限、屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率、弹性模量、横向变形因数、硬度、冲击韧性、疲劳极限等各种设计指标。它们都需要用实验测定。
构件的承载能力:强度、刚度、稳定性。
构件:机械或设备,建筑物或结构物的每一组成部分。
强度:构件抵抗破坏(断裂或塑性变形)的能力。
所有的机械或结构物在运行或使用中,其构件都将受到一定的力作用,通常称为构件承受一定的载荷,但是对于构件所承受的载荷都有一定的限制,不允许过大,如果过大,构件就会发生断裂或产生塑性变形而使构件不能正常工作,称为失效或破坏,严重者将发生工程事故。如飞机坠毁、轮船沉没、锅炉爆炸、曲轴断裂、桥梁折断、房屋坍塌、水闸被冲垮,轻者毁坏机械设备、停工停产、重者造成工程事故,人身伤亡,甚至带来严重灾难。工程中的事故屡见不鲜,有些触目惊心,惨不忍睹……因此必须研究受载构件抵抗破坏的能力——强度,进行强度计算,以保证构件有足够的强度。
刚度——构件抵抗变形的能力。
当构件受载时,其形状和尺寸都要发生变化,称为变形。工程中要求构件的变形不允许过大,如果过大构件就不能正常工作。如机床的齿轮轴,变形过大就会造成齿轮啮合不良,轴与轴承产生不均匀磨损,降低加工精度,产生噪音;再如吊车大梁变形过大,会使跑车出现爬坡,引起振动;铁路桥梁变形过大,会引起火车脱轨,翻车……因此必须研究构件抵抗变形的能力——刚度,进行刚度计算,以保证构件有足够的刚度。
稳定性——构件保持原来平衡形态的能力。
如细长的活塞杆或者连杆,当诸如此类的细长杆子受压时,工程中要求它们始终保持直线的平衡形态。可是若受力过大,压力达到某一数值时,压杆将由直线平衡形态变成曲线平衡形态,这种现象称之为压杆的失稳。又如受均匀外压力的薄壁圆筒,当外压力达到某一数值时,它由原来的圆筒形的平衡变成椭圆形的平衡,此为薄圆筒的失稳。失稳往往是突然发生而造成严重的工程事故,如19世纪末,瑞