材料力学内容

发布 2021-12-18 05:33:28 阅读 4064

材料力学的任务:研究工程构件受力作用后的变形和破坏规律,为设计工程构件的形状、尺寸、和选用合适的材料提供计算依据,力求使设计出的构件,即安全又可靠。

构件:工程机构或机械的每一组成部分。

材料力学的研究对象:以工程构件或零件为主要研究对象,研究工程构件在载荷作用下的变形及破坏规律。

。。在设计中对承载能力的要求。。。

承载能力的表现:足够的强度→强度是指材料或者构件抵抗破坏的能力。材料强度高,是指材料破坏时,载荷值大;某构件的强度足够,是指该构件在规定的载荷下,不会发生破坏。

足够的刚度→刚度是指材料或者构件抵抗变形的能力。有时构件的强度足够,但变形过大,仍不能保证其正常地使用。

足够的稳定性→稳定性是指构件保持原有平衡状态的能力。

加大横截面尺寸。

提高强度、刚度和稳定性→增加了材料的用量和构件的自重,提高了造价,违背了经济性原则。

选用优质材料。

总结:设计适当的形状、尺寸,选择合适的材料,以解决安全性和可靠性之间的矛盾。

实验研究和理论分析在材料力学中的地位:强度、刚度、稳定性与材料的力学性能有关,用实验来测定材料的力学性能;材料力学导出的理论结果也需要实验验证;有些单靠现有理论解决不了的问题,也必须借助实验手段来解决问题。

材料力学对固体变形的三个基本假设:①连续性假设:假定物体整个体积内部无空隙地充满了物质。

均匀性假设:假定物体内各处物质的力学性能完全相同。

各向同性假设:假定组成物体的物质在各个方向上的力学性能相同。

小变形与线弹性范围:假定构件的变形极其微小,比构件本身尺寸要小得多。

连续性和均匀性:保证在几何方面和力学性能方面描述物体的物理量都是坐标的函数,且连续可导;同时也保证物体变形时不产生分离(裂缝)或是叠合。

均匀性与各向同性:保证材料的力学性能是与坐标、方向无关的物理量。

小变形和弹性形变: ①保证构件处于纯弹性形变的前提。

保证允许以变形以前的受力分析代替变形以后的受力分析。

保证叠加法成立。

变形→微粒之间的距离发生变化,引力与斥力的值也随之发生变化,由外力引起的引力与斥力的差值成为附加内力。

若某点的附加内力的值达到材料所能承受的极限值→材料在这一点破坏。

整体考虑:将截面各处是我附加内力向截面形心简化→内力(包括三个主失投影和三个主矩投影) 三个主矩包括一个扭矩和两个弯矩。

局部考虑:应力(附加内力的集度),可分解为一个正应力和两个切应力。

内力与应力的静力学关系:公式。。。

求解内力的方法:截面法①假想沿着面m-m横截面将杆切开。

留下左半段或者右半段。

将弃去的部分对留下的部分的作用力用内力替代。

对留下的部分写出平衡方程式,求解出内力的值。

线应变:表示一点在l方向上的长度变形的剧烈程度。

切应变(角应变):角度的变化剧烈程度。

应力与变形、应变的关系:公式。。。

三者关系密切,根据应力可以推算出应变和变形量;反之,通过观察变形也可以推断出应变和应力,这也是材料力学的基本方法之一。

工程构件的分类:①块。

板或壳。杆→材料力学的主要研究对象。

圣维南原理:固体受力系作用,若该力系用静力等效力系替代后,则在力系作用位置附近的材料,其形变发生变化,即应变和应力发生变化,而距力系作用位置较远的材料,其变形不发生变化,即应变和应力不发生变化,这一现象,称为圣维南原理。→材料力学计算杆件变形的基本方法。

杆件基本变形:①轴向拉伸或压缩。

剪切。扭转。

平面弯曲。组合变形:由若干个变形组合而成。

轴向拉伸的受力特点与变形特点:外力作用线与杆轴线重合;杆保持直杆,沿轴线方向伸长或缩短。

轴力:截面上的内力。由于外力的作用线与杆件的轴线重合,内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。

求解轴力的方法:截面法。

轴力的方向:使脱离体伸长为正,反之为负。

轴力图:轴力沿杆件轴线的变化图。

以例子来讲解轴力图的画法。

有图形引出平面假设的概念:横截面保持平面,沿轴线方向平移。因此,两横截面间的纵向线段伸长量相同,个点纵向线应变相同;因横向线与纵向线保持垂直,所以切应变为零。

应力 — 应变关系:匀质材料,相同的应变对应相同的应力。因此,对应纵向线应变的正应力在横截面上均匀分布,对应切应变的切应力在横截面上处处为零。

静力学关系:。。公式。。。

材料力学A

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