第1讲 绪论一力学与材料
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目 录
第1次课 ............................................................................................................... 1
第2次课 ............................................................................................................... 4
第3次课 ............................................................................................................... 7
第4次课 ............................................................................................................... 9
第5次课 ............................................................................................................. 13
第6次课 ............................................................................................................. 16
第7次课 ............................................................................................................. 19
材料力学各章重点内容总结
第一章 绪论
一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是:强度要求、刚度要求和稳定性要求。
二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力;刚度要求是指构件应有足够的抵抗变形的能力;稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能力。
三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是:连续性假设、均匀性假设和各向同性假设。
第二章 轴向拉压
一、轴力图:注意要标明轴力的大小、单位和正负号。
二、轴力正负号的规定:拉伸时的轴力为正,压缩时的轴力为负。注意此规定只适用于轴力,轴力是内力,不适用于外力。
三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式:NFA 注意正应力有正负号,拉伸时的正应力为正,压缩时的正应力为负。
四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式:2cos,sin22
注意角度是指斜截面与横截面的夹角。
五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件,maxmaxNFA
六、利用正应力强度条件可解决的三种问题:1.强度校核,maxmaxNFA
一定要有结论 2.设计截面,maxNFA 3.确定许可荷载,maxNFA
七、线应变ll没有量纲、泊松比'没有量纲且只与材料有关、
胡克定律的两种表达形式:E,NFllEA 注意当杆件伸长时l为正,缩短时l为负。
八、低碳钢的轴向拉伸实验:会画过程的应力-应变曲线,知道四个阶段及相应的四个极限应力:弹性阶段(比例极限p,弹性极限e)、屈服阶段(屈服极限s)、强化阶段(强度极限b)和局部变形阶段。
会画低碳钢轴向压缩、铸铁轴向拉伸和压缩时的应力-应变曲线。 九、衡量材料塑性的两个指标:伸长率1100lll及断面收缩率1100AAA,工程上把5的材料称为塑性材料。
十、卸载定律及冷作硬化:课本第23页。对没有明显屈服极限的塑性材料,如何来确定其屈服指标?见课本第24页。
材料力学笔记
第一章 绪论
材料应满足的基本要求:强度要求(抵抗破坏的能量),刚度要求(抵抗变形的能力),稳定性要求(保持原有平衡形态的能力)。
基本假设:连续性假设,均匀性假设、各向同性假设
内力:物体内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用.
垂直于截面的应用分量称为正应力sigma(σ),切于截面的应力称为切应力tau(τ);
应变epsilon ε:研究对象某点沿某个方向的伸长或缩短值;切应变γ:研究对象在某个平面内角度的变化;
材料变形的基本形式:拉伸或压缩;剪切;扭转
第二章 拉伸、压缩与剪切
截面应力:σ=𝐹𝑁𝐴;斜截面正应力:σ𝛼=σcos2α;斜截面切应力:τ𝛼=12σsin2α
低碳钢材料力学性能:弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,局部变形阶段。相关概念有比例极限σ𝑝,弹性极限σ𝑒,屈服极限σ𝑠,强度极限σ𝑏
断裂和塑性变形统称为失效。许用应力,对塑性材料[σ]=𝜎𝑠𝑛𝑠; 对于脆性材料:[σ]=𝜎𝑏𝑛𝑏
应力应变关系胡克定律:σ=𝐸ε,𝛥𝑙=𝐹𝑙𝐸𝐴,𝐸𝐴为杆件的抗拉或抗压刚度
抽象拉伸或压缩的应变能,应变能密度:vε=𝜎22𝐸(J/m3)
剪切面切应力:𝜏=𝐹𝑠𝐴≤[𝜏];挤压应力:σbs=𝐹𝑁𝐴𝑏𝑠≤[σbs ]
第三章 扭矩
计算外力偶矩{Me}=9549𝑃𝑛,P为功率,n为转速。
切应力互等定理:在相互垂直的两个平面上,切应力必然成对存在,且数值相等。
切应变: γ=𝑟𝜑𝑙𝜑表示圆柱两端截面的相对转角,称为扭转角
剪切胡克定律:切应变γ与切应力𝜏成正比𝜏=𝐺γ、
剪切应变能密度:𝑣ε=𝜏22𝐺(J/m3)
圆柱扭转时最大切应力:𝜏max=𝑇𝑊,T内力系对圆心的力矩T=∫𝜌𝜏𝜌𝑑A𝐴, W=𝐼𝑝𝑅
𝐼𝑝=∫𝜌2𝑑A𝐴为极惯性矩(截面二次矩);W为抗扭截面系数
第1章绪论1-1 强度刚度稳定性第1章绪论1-1 强度刚度稳定性构件(element)——工程结构物的零件、部件等统称
轴侧俯视第1章绪论1-1 强度刚度稳定性构件(element)构件工作时因承受一定的外力(包括载荷和约束力)而发生几何形状与大小的改变——变形。
外力超过某一限度,构件将丧失承载能力而不能正常工作。第1章绪论1-1 强度刚度稳定性构件丧失承载能力的形式:1)构件损坏如车床中的主轴、齿轮、传动轴等损坏
轴侧俯视第1章绪论2)构件变形过大1-1 强度刚度稳定性构件丧失承载能力的形式:1)构件损坏
轴侧俯视第1章绪论
3
)构件不能保持原有的平衡形态1-1 强度刚度稳定性2)构件变形过大构件丧失承载能力的形式:1)构件损坏第1章绪论1-1 强度刚度稳定性
轴侧俯视工程中有许多受压的杆件,如磨床工作原理动画中的活塞杆,磨削工作时就是一根受压的杆件。第1章绪论1-1 强度刚度稳定性第1章绪论
保证构件工作时不丧失承载能力,要求其应具有一定的
•强度(Strength)——构件抵抗破坏的能力•刚度(Stiffness)——构件抵抗变形的能力•稳定性(Stability)——构件保持原有平衡形态的能力1-1 强度刚度稳定性
3)构件不能保持原有的平衡形态2)构件变形过大构件丧失承载能力的形式:1)构件损坏第1章绪论1-2 变形固体及其基本假设•刚体•变形固体(deformable body)•基本假设(basic assumptions)1) 连续性假设(continuity assumption)2) 均匀性假设(assumption of homogeneity)a) 块体(body)b) 平板(plate)c) 壳体(shell)d) 杆件(bar)—直杆
3) 各向同性体(body with isotropy)各向异性体(body with anisotropy)e) 曲杆第1章绪论1-3 外力及其分类•静载荷(static load)与动载荷(dynamic load)•体积力(体力)与表面力(面力)