《哈工大材料力學(xué)》PPT課件.ppt

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1、Chapter1 Preface,,第一章 緒 論,劉鴻文 浙江大學(xué)教授。長(zhǎng)期從事固體力學(xué)教學(xué)工作。曾任教育部教材編審委員會(huì)委員，國(guó)家教委（教育部）工科力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員兼材料力學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)組組長(zhǎng)。 著作有:材料力學(xué),高等材料力學(xué),板殼理論,材料力學(xué)教程,材料力學(xué)實(shí)驗(yàn),簡(jiǎn)明材料力學(xué)等.,材料力學(xué)第二版于1987年被評(píng)為全國(guó)高等學(xué)校優(yōu)秀教材獲國(guó)優(yōu)獎(jiǎng).材料力學(xué)第三版于1997年獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一等獎(jiǎng)，并獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng).,第一章 緒 論 (Preface),1-1 材料力學(xué)的任務(wù)及研究對(duì)象(The tasks and research objects of mechani

2、cs of materials),1-2 變形固體的基本假設(shè)(The basic assumptions of deformable body ),,,1-3 力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念 ( Basic concepts of force、stress、 strain and displacement),,1-4 桿件變形的基本形式 (The basic forms of deformation),,引言(Introduction),,20世紀(jì)以前,在力學(xué)知識(shí)的積累、應(yīng)用和完善的基礎(chǔ)上,逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、鐵路、橋梁、艦船、兵器等大型工業(yè)推動(dòng)了近代科學(xué)技術(shù)和社會(huì)的

3、進(jìn)步.,引 言,17世紀(jì)前后,19世紀(jì)初,撲翼飛機(jī),巨大雙翼飛機(jī),滑翔機(jī),飛艇,我國(guó)祖先的功績(jī),塔高65.86米，距今已有近前年歷史，雖然歷經(jīng)近前年的風(fēng)雨侵蝕和多次地震、炮擊的重創(chuàng)，至今仍巍然聳. 用現(xiàn)代力學(xué)的觀點(diǎn)看，構(gòu)件的受力特性都較好。,山西應(yīng)縣佛宮寺,20世紀(jì)產(chǎn)生的、諸多高新技術(shù)，如高層建筑、大跨度懸索橋、海洋平臺(tái)、精密儀器、機(jī)器人、高速列車(chē)以及大型水利工程等許多重要工程更是在力學(xué)指導(dǎo)下得以實(shí)現(xiàn)，并不斷發(fā)展完善的。,高層建筑,高層建筑,高層建筑,海洋石油鉆井平臺(tái),車(chē)輛與機(jī)械,車(chē)輛與機(jī)械,車(chē)輛與機(jī)械,橋 梁,美國(guó)金門(mén)大橋 （懸索橋，1280米）,道路與造橋,澳 門(mén) 橋,我國(guó)著名橋梁,南京

4、長(zhǎng)江大橋,上海南浦大橋,大型水利工程設(shè)施,大量中、外力學(xué)專家為力學(xué)的發(fā)展 作出了突出的貢獻(xiàn)，這里只簡(jiǎn)單介紹部 分力學(xué)專家.,達(dá)芬奇說(shuō)：“力學(xué)是數(shù)學(xué)的樂(lè)園，因?yàn)槲覀冊(cè)谶@里獲得了數(shù)學(xué)的果實(shí).”,達(dá)芬奇,伽利略,伽利略創(chuàng)建了材料力學(xué),,1-1 材料力學(xué)的任務(wù)及研究對(duì)象 The tasks and research objects of mechanics of materials,,一、任務(wù) (task),材料力學(xué)是研究構(gòu)件承載能力的一門(mén)學(xué)科。,承載能力 (carrying capacity ),強(qiáng)度（strength),剛度（stiffness),穩(wěn)定性（stability),1.強(qiáng)

5、度（strength),構(gòu)件抵抗破壞的能力,3.穩(wěn)定性（stability):,構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力,材料力學(xué)的任務(wù),在滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料，而提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。,二、研究對(duì)象(research objects),1.構(gòu)件(element),2.構(gòu)件的分類 (classification of elements),(bar),材料力學(xué)以“梁、桿”為主要研究對(duì)象（the main research objective in mechanics of materials include axially-load

6、ed bars, shafts, beams, and columns),工程中多為梁、桿結(jié)構(gòu),,1-2 變形固體的基本假設(shè)(The basic assumptions of deformable body ),一、連續(xù)性假設(shè) (continuity assumption),物質(zhì)密實(shí)地充滿物體所在空間，毫無(wú)空隙。,二、均勻性假設(shè)（homogenization assumption),物體內(nèi)，各處的力學(xué)性質(zhì)完全相同。,三、各向同性假設(shè)（isotropy assumption),組成物體的材料沿各方向的力學(xué)性質(zhì)完全相同。,四、小變形假設(shè)（neglecting deformation assumpt

7、ion),材料力學(xué)所研究的構(gòu)件在載荷作用下的變形與原始尺寸 相比甚小，故對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析時(shí)可忽略其變形。,,一、外力（external force),1. 按作用方式分,體積力 （body force),表面力 (surface force ),集中力(concentrated force),分布力(distributed force),2. 按隨時(shí)間變化分,靜載荷（static load),動(dòng)載荷 (dynamic load),交變載荷（alternate load),沖擊載荷（impact load),1-3 力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念 ( Basic concepts of for

8、ce, stress, strain, and displacement),1.定義： 指由外力作用所引起的、物體內(nèi)相鄰部分之間相互作用力（附加內(nèi)力）。,二、內(nèi)力（internal force),2. 內(nèi)力的求法 截面法 (method of sections ),步驟 (procedures for analysis), 截開(kāi) 在所求內(nèi)力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二.,,m,m,,,代替 任取一部分，其棄去部分對(duì)留下部分的作用，用作用在截 面上相應(yīng)的內(nèi)力（力或力偶）代替.,平衡,對(duì)留下的部分建立平衡方程，根據(jù)其上的已知外力來(lái)計(jì)算桿在截開(kāi)面上的未知內(nèi)力（此時(shí)截開(kāi)面上的內(nèi)力對(duì)所留

9、部分而言是外力）.,,,m,m,,三、應(yīng)力（Stress),1.定義 (Definition)：由外力引起的內(nèi)力的集度,2. 應(yīng)力(Stress),平均應(yīng)力,全應(yīng)力（總應(yīng)力）,全應(yīng)力分解為,四 、變形和位移（deformation and displacement),1.變形（deformation）,在外力作用下物體形狀和尺寸發(fā)生改變,2.位移（ displacement）,變形前后物體內(nèi)一點(diǎn)位置的變化,3.應(yīng)變 （strain),度量構(gòu)件一點(diǎn)處的變形程度,平均線應(yīng)變 （mean normal strain),角應(yīng)變 （shearing strain),線應(yīng)變 (normal strain)

10、,,C,O,D,C,D,,軸向拉伸 (axial tension ),(b) 軸向壓縮 (axial compression),1.軸向拉伸和壓縮(axial tension and compression),,1-4 桿件變形的基本形式 (The basic forms of deformation),2.剪切(shear),3.扭轉(zhuǎn)(torsion),4.彎曲 (bending),,材料力學(xué)是一門(mén)很重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它與機(jī)械、土建、航 空、交通水利等工程密切相關(guān)，他在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋 梁作用.,必須要學(xué)好材料力學(xué) (We must study Mechanics of Materials hard),入門(mén),,,第一章結(jié)束,