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1、第二部分第二部分材料力学材料力学基 本 概 念第四章第四章 一、材料力学与理论力学区别与联系一、材料力学与理论力学区别与联系一、材料力学与理论力学区别与联系一、材料力学与理论力学区别与联系 1 1、区别、区别、区别、区别:理力理力理力理力刚体刚体刚体刚体 材力材力材力材力变形体变形体变形体变形体 2 2、联系、联系、联系、联系 :硬化原理硬化原理硬化原理硬化原理 变形体变形体变形体变形体 刚体刚体刚体刚体 4-1 材料力学的任务与有关假设材料力学的任务与有关假设二、构件基本要求二、构件基本要求二、构件基本要求二、构件基本要求（一）安全可靠（一）安全可靠（一）安全可靠（一）安全可靠 1 1、有足
2、够的强度、有足够的强度 2 2、有足够的刚度、有足够的刚度 3 3、有足够的稳定性、有足够的稳定性 （二）经济合理（二）经济合理（二）经济合理（二）经济合理 （三）任务（三）任务（三）任务（三）任务 解决安全可靠和经济合理矛盾解决安全可靠和经济合理矛盾解决安全可靠和经济合理矛盾解决安全可靠和经济合理矛盾三、基本假设三、基本假设三、基本假设三、基本假设1 1、连续、连续、连续、连续 性性性性:假设物体为组成它的物质所充满假设物体为组成它的物质所充满假设物体为组成它的物质所充满假设物体为组成它的物质所充满,不留不留不留不留任何孔隙任何孔隙任何孔隙任何孔隙;2 2、均匀性、均匀性、均匀性、均匀性:假
3、设物体各部分都具有相同的物理力学假设物体各部分都具有相同的物理力学假设物体各部分都具有相同的物理力学假设物体各部分都具有相同的物理力学性质性质性质性质;3 3、各向同性、各向同性、各向同性、各向同性:假设物体在所有各个方向上的物理力假设物体在所有各个方向上的物理力假设物体在所有各个方向上的物理力假设物体在所有各个方向上的物理力学性质相同学性质相同学性质相同学性质相同;4 4、完全弹性：假设物体在外力作用变形，外力除去、完全弹性：假设物体在外力作用变形，外力除去、完全弹性：假设物体在外力作用变形，外力除去、完全弹性：假设物体在外力作用变形，外力除去后形变就全部消失，并且外力与变形成正比。后形变就
4、全部消失，并且外力与变形成正比。后形变就全部消失，并且外力与变形成正比。后形变就全部消失，并且外力与变形成正比。4-2 构件的约束反力和内力构件的约束反力和内力一、构件的约束反力可通过静力平衡方程来求解一、构件的约束反力可通过静力平衡方程来求解一、构件的约束反力可通过静力平衡方程来求解一、构件的约束反力可通过静力平衡方程来求解二、求内力截面法二、求内力截面法二、求内力截面法二、求内力截面法 1 1、内力概念：由外力作用而引起物体内部的内力、内力概念：由外力作用而引起物体内部的内力、内力概念：由外力作用而引起物体内部的内力、内力概念：由外力作用而引起物体内部的内力 改变量称附加内力简称内力改变量
5、称附加内力简称内力改变量称附加内力简称内力改变量称附加内力简称内力 2 2、截面法（材力基本方法）：切、取、代、平、截面法（材力基本方法）：切、取、代、平、截面法（材力基本方法）：切、取、代、平、截面法（材力基本方法）：切、取、代、平 研究思路：外力研究思路：外力研究思路：外力研究思路：外力 内力内力内力内力 应力应力应力应力 应变应变应变应变 建建建建立强度、刚度条件立强度、刚度条件立强度、刚度条件立强度、刚度条件 解决工程实际问题解决工程实际问题解决工程实际问题解决工程实际问题 为了分析拉压杆的强度和变形，首先需要了为了分析拉压杆的强度和变形，首先需要了解杆的内力情况；解杆的内力情况；材料
6、力学中，采用截面法研究杆的内力。材料力学中，采用截面法研究杆的内力。截面法截面法 将杆件假想地沿某一横截面切开，去掉一部分，将杆件假想地沿某一横截面切开，去掉一部分，保留另一部分，同时在该截面上用保留另一部分，同时在该截面上用内力内力表示去掉部表示去掉部分对保留部分的作用，建立保留部分的分对保留部分的作用，建立保留部分的静力平衡方静力平衡方程程求出内力。求出内力。求内力截面法求内力截面法截面法的步骤：截面法的步骤：注意：注意：外力的正负号取决于坐外力的正负号取决于坐标，与坐标轴同向为正，标，与坐标轴同向为正，反之反之为负。为负。截面法求内力举例：截面法求内力举例：求杆求杆AB段和段和BC段的内
7、力段的内力 4-3 杆件变形的基本形式杆件变形的基本形式 由于外力作用方式不同所产生变形可分为拉、压、由于外力作用方式不同所产生变形可分为拉、压、剪、扭、弯五种基本变形剪、扭、弯五种基本变形一、轴向拉伸与压缩变形一、轴向拉伸与压缩变形二、剪切与挤压变形二、剪切与挤压变形剪切变形剪切变形挤压变形挤压变形剪切变形剪切变形三、扭三、扭三、扭三、扭转变形转变形转变形转变形四、弯曲变形四、弯曲变形四、弯曲变形四、弯曲变形4-4 应力概念应力概念一、应力：内力分布集度、单位面积上内力的大小一、应力：内力分布集度、单位面积上内力的大小正应力（法向力）正应力（法向力）正应力（法向力）正应力（法向力）剪应力（切
8、向力）剪应力（切向力）剪应力（切向力）剪应力（切向力）单位：单位：MPa、GPa1MPa=106Pa1GPa=109Pa正负号规定：正负号规定：正应力正应力 拉为正，压为负。拉为正，压为负。剪应力剪应力 顺时针为正，逆时针为负顺时针为正，逆时针为负4-5 应应 变变 概概 念念正应力 线变形剪应力 角变形线应变边长的改变（伸长或缩短）角应变边长直角的改变（直角增大或减小）知识要点知识要点1 1、材料力学的任务：解决安全可靠和经济合理的矛盾。、材料力学的任务：解决安全可靠和经济合理的矛盾。、材料力学的任务：解决安全可靠和经济合理的矛盾。、材料力学的任务：解决安全可靠和经济合理的矛盾。2 2、构件
9、的基本要求、构件的基本要求、构件的基本要求、构件的基本要求 （1 1）有足够的强度）有足够的强度）有足够的强度）有足够的强度（2 2）有足够的刚度）有足够的刚度）有足够的刚度）有足够的刚度（3 3）有足够的稳定性）有足够的稳定性）有足够的稳定性）有足够的稳定性3 3、基本假设、基本假设、基本假设、基本假设连续均匀、各向同性、完全弹性连续均匀、各向同性、完全弹性连续均匀、各向同性、完全弹性连续均匀、各向同性、完全弹性4 4、利用截面法求内力、利用截面法求内力、利用截面法求内力、利用截面法求内力（）、内力由外力作用而引起物体内部内力的改变量（）、内力由外力作用而引起物体内部内力的改变量（）、内力由外力作用而引起物体内部内力的改变量（）、内力由外力作用而引起物体内部内力的改变量（）、截面法切、取、代、平。（）、截面法切、取、代、平。（）、截面法切、取、代、平。（）、截面法切、取、代、平。5 5、应力概念、应力概念、应力概念、应力概念6 6、应变概念、应变概念、应变概念、应变概念考核要求考核要求了解：材料力学中的基本概念了解：材料力学中的基本概念理解：应力、应变、变形理解：应力、应变、变形掌握：用截面法求构件内力掌握：用截面法求构件内力