文档介绍：第一章绪论
    在理论力学中,主要研究了物体在载荷作用下的平衡和运动规律。但对物体是否能承受载荷,或者说在载荷作用下物体是否会失效这个问题并没有回答,而这是物体平衡和运动的前提。这个问题正是材料力学所要研究和试图解决的。在本章则主要讨论材料力学的研究对象和任务,初步建立起变形固体的一些基本概念,为后面的学习打下基础。
第一节变形固体及其理想化
    由于理论力学主要研究的是物体的平衡和运动规律,因此将研究对象抽象为刚体。而实际上,任何物体受载荷(外力)作用后其内部质点都将产生相对运动,从而导致物体的形状和尺寸发生变化,称为变形。例如,橡皮筋在两端受拉后就发生伸长变形;工厂车间中吊车梁在吊车工作时,梁轴线由直变弯,发生弯曲变形。可变形的物体统称为变形固体。
    物体的变形可分为两种:一种是当载荷去除后能恢复原状的弹性变形;另一种是当载荷去除后不能恢复原状的塑性变形。工程中绝大多数物体的变形是弹性变形,相应的物体称为弹性体。如果物体的弹性变形大小与载荷成线性关系,则称为线弹性变形,相应的物体材料称为线弹性材料。大多数金属材料当载荷在一定范围内产生的是线弹性变形。
变形固体的组织构造及其物理性质是十分复杂的,在载荷作用下产生的物理现象也是各式各样的,每门课程根据自身特定的目的研究的也仅仅是某一方面的问题。为了研究方便,常常需要舍弃那些与所研究的问题无关或关系不大的属性,而保留主要的属性,即将研究对象抽象成一种理想的模型,如在理论力学中将物体看成刚体。在材料力学中则对变形固体作如下假设:
   。假设物质毫无空隙地充满了整个固体。而实际的固体是由许多晶粒所组成,具有不同程度空隙,而且随着载荷或其它外部条件的变化,这些空隙的大小会发生变化。但这些空隙的大小与物体的尺寸相比极为微小,可以忽略不计,于是就认为固体在其整个体积内是连续的。这样,就可把某些力学量用坐标的连续函数来表示。
   。假设固体内各处的力学性能完全相同。实际上,工程材料的力学性能都有一定程度的非均匀性,例如组成金属的各晶粒力学性能不尽相同,组成混凝土材料的水泥、砂和碎石的力学性能也各不相同。但由于这些组成物质的大小和物体尺寸相比很小,而且是随机排列的,因此从宏观上看,可以将物体性能看作各组成部分性能的统计平均量,并认为物体的力学性能是均匀的。这样,物体的任一部分的力学性能就可代表整体的力学性能。
   。假设固体在各个方向的力学性能完全相同。就金属材料来说,单个晶粒的性能是有方向的,但由于金属材料包含数量极多的晶粒,且又随机排列,因此从统计观点看,其力学性能在各个方向是相同的。具有这种属性的材料称为各向同性材料,如铸钢、铸铁、玻璃、塑料等,混凝土材料也经常看作各向同性材料。
   在工程实际中, 还经常有些材料在不同的方向具有不同的力学性能,称为各向异性材料,如木材、胶合板和某些纤维复合材料等。有些材料既不是完全各向同性,也非完全各向异性,而是在相互正交的方向具有相同的力学性能,称为正交各向异性材料,如胶合板等。在本书中,主要讨论各向同性材料,同时为拓宽知识面,在某些章节涉及一些各向异性材料。
   。如果固体的变形较之其尺寸小得多,这种变形称为小变形。在工程中多数物体只发生弹性变形,相对于物体的原始尺寸来