材力绪论

材力绪论材力绪论材料力学：研究物体受力后内在的表现，材料力学：研究物体受力后内在的表现， 即，变形规律和破坏特征。 即，变形规律和破坏特征。

一、材料力学的研究对象 一、材料力学的研究对象 二、材料力学的任务二、材料力学的任务 三、变形固体的基本假设三、变形固体的基本假设 四、杆件变形的基本形式四、杆件变形的基本形式

材料力学的研究对象 11 、构件、构件

2 、构件分类

工程结构或机械的工程结构或机械的各组成部分统称构件各组成部分统称构件

杆件：长度远大于横向尺寸的构件，其几何要素是横截面和轴线。

板和壳：构件一个方向的尺寸（厚度）远小于其它两个方向的尺寸

块体：三个方向（长、宽、高）的尺寸相差不多的构件

材料力学的研究对象

杆

板

柱

材料力学以“梁、杆”为主要研究对材料力学以“梁、杆”为主要研究对象象

工程中多为梁、杆结构工程中多为梁、杆结构

§1-1§1-1 、材料力学的任务 、材料力学的任务

强度强度（ strength)

刚度刚度 (stiffness)

稳定性稳定性 (stability)

稳定性 : 杆件在压力外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。

强度 : 杆件在外载作用下，抵抗断裂或过量塑性变形的能力。

刚度 : 杆件在外载作用下，抵抗(弹性)变形的能力。

抵抗破坏的能力

• 强度

• 稳定性

• 刚度

材料力学需要解决的问题

11 、强度：、强度：

构构件件抵抵抗抗破破坏坏的的能能力力

地基强度不足导致上部建筑的倾斜

19991999 年年 11 月月 44 日，我国重庆市綦江县彩虹桥发日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成： 生垮塌，造成： 4040 人死亡； 人死亡； 1414 人受伤；直接人受伤；直接经济损失经济损失 631631 万元。万元。

22 、刚度：构件抵抗变形的能力。、刚度：构件抵抗变形的能力。

钻床立柱的变形

构构件件保保持持原原有有平平衡衡状状态态的的能能力力

3 3 稳稳定定性性

稳定问题稳定问题StabilityStability of Structuresof Structures

稳定问

稳定问

题题

稳定问

稳定问

题题

工程结构的强度、工程结构的强度、 刚度和稳定问题刚度和稳定问题

稳定稳定问问

题题强强度度 刚刚度度

大型桥梁的强度 刚度 稳定问题

裂纹p

折断

轴

齿轮轴

齿轮

折断

轴

齿轮轴

齿轮

虽然不折断，但变形过大，影响正常传动。

虽然不折断，但变形过大，影响正常传动。

失去原来的直线平衡状态

P

P

材料力学的任务材料力学的任务在满足强度、刚度、稳定性的前在满足强度、刚度、稳定性的前

提下，以最经济的代价，为构件提下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料，为设计构件提供必要宜的材料，为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。的理论基础和计算方法。

§1-2 §1-2 变形固体的基本假设变形固体的基本假设

一、连续性假设：构成材料的物质毫无空隙地充满了构件的整 个容积。 （可用微积分数学工具，可取微元看整体）

二、均匀性假设：物体内，材料的力学性质在各处都完全相同。 三、各向同性假设：材料沿各方向的力学性质完全相同。 （这样的材料称为各向同性材料；沿各方向的力学 性质不同的材料称为各向异性材料。）

四、小变形假设：材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形 与原始尺寸相比甚小，故对构件进行受力分析时可忽略其 变形。

Atrium Structure

• 小变形 Excavator

Car Chassis

内容种类

外力特点

变形特点

轴向拉伸 及压缩

Axial Tension

剪切Shear

扭转Torsion

平面弯曲Bending

组合受力（ Combined Loading ）与变形

§1-4 杆件变形的基本形式

拉 -压

剪切

扭转

弯曲