《哈工大材料力學》PPT課件.ppt

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1、Chapter1 Preface,,第一章 緒 論,劉鴻文 浙江大學教授。長期從事固體力學教學工作。曾任教育部教材編審委員會委員,國家教委(教育部)工科力學課程教學指導委員會主任委員兼材料力學課程教學指導組組長。 著作有:材料力學,高等材料力學,板殼理論,材料力學教程,材料力學實驗,簡明材料力學等.,材料力學第二版于1987年被評為全國高等學校優(yōu)秀教材獲國優(yōu)獎.材料力學第三版于1997年獲國家級教學成果一等獎,并獲國家科技進步二等獎.,第一章 緒 論 (Preface),1-1 材料力學的任務及研究對象(The tasks and research objects of mechani

2、cs of materials),1-2 變形固體的基本假設(The basic assumptions of deformable body ),,,1-3 力、應力、應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世紀以前,在力學知識的積累、應用和完善的基礎上,逐漸形成和發(fā)展起來的蒸汽機、內燃機、鐵路、橋梁、艦船、兵器等大型工業(yè)推動了近代科學技術和社會的

3、進步.,引 言,17世紀前后,19世紀初,撲翼飛機,巨大雙翼飛機,滑翔機,飛艇,我國祖先的功績,塔高65.86米,距今已有近前年歷史,雖然歷經近前年的風雨侵蝕和多次地震、炮擊的重創(chuàng),至今仍巍然聳. 用現(xiàn)代力學的觀點看,構件的受力特性都較好。,山西應縣佛宮寺,20世紀產生的、諸多高新技術,如高層建筑、大跨度懸索橋、海洋平臺、精密儀器、機器人、高速列車以及大型水利工程等許多重要工程更是在力學指導下得以實現(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,車輛與機械,車輛與機械,車輛與機械,橋 梁,美國金門大橋 (懸索橋,1280米),道路與造橋,澳 門 橋,我國著名橋梁,南京

4、長江大橋,上海南浦大橋,大型水利工程設施,大量中、外力學專家為力學的發(fā)展 作出了突出的貢獻,這里只簡單介紹部 分力學專家.,達芬奇說:“力學是數(shù)學的樂園,因為我們在這里獲得了數(shù)學的果實.”,達芬奇,伽利略,伽利略創(chuàng)建了材料力學,,1-1 材料力學的任務及研究對象 The tasks and research objects of mechanics of materials,,一、任務 (task),材料力學是研究構件承載能力的一門學科。,承載能力 (carrying capacity ),強度(strength),剛度(stiffness),穩(wěn)定性(stability),1.強

5、度(strength),構件抵抗破壞的能力,3.穩(wěn)定性(stability):,構件保持原有平衡狀態(tài)的能力,材料力學的任務,在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求下,以最經濟的代價,為構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和計算方法。,二、研究對象(research objects),1.構件(element),2.構件的分類 (classification of elements),(bar),材料力學以“梁、桿”為主要研究對象(the main research objective in mechanics of materials include axially-load

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

7、ion),材料力學所研究的構件在載荷作用下的變形與原始尺寸 相比甚小,故對構件進行受力分析時可忽略其變形。,,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. 按隨時間變化分,靜載荷(static load),動載荷 (dynamic load),交變載荷(alternate load),沖擊載荷(impact load),1-3 力、應力、應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、物體內相鄰部分之間相互作用力(附加內力)。,二、內力(internal force),2. 內力的求法 截面法 (method of sections ),步驟 (procedures for analysis), 截開 在所求內力的截面處,假想地用截面將桿件一分為二.,,m,m,,,代替 任取一部分,其棄去部分對留下部分的作用,用作用在截 面上相應的內力(力或力偶)代替.,平衡,對留下的部分建立平衡方程,根據(jù)其上的已知外力來計算桿在截開面上的未知內力(此時截開面上的內力對所留

9、部分而言是外力).,,,m,m,,三、應力(Stress),1.定義 (Definition):由外力引起的內力的集度,2. 應力(Stress),平均應力,全應力(總應力),全應力分解為,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),變形前后物體內一點位置的變化,3.應變 (strain),度量構件一點處的變形程度,平均線應變 (mean normal strain),角應變 (shearing strain),線應變 (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(torsion),4.彎曲 (bending),,材料力學是一門很重要的技術基礎課,它與機械、土建、航 空、交通水利等工程密切相關,他在基礎課和專業(yè)課之間起著橋 梁作用.,必須要學好材料力學 (We must study Mechanics of Materials hard),入門,,,第一章結束,

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