1-材料力学概论
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材料力学知识点概括
材料力学是三大力学之一,其研究的对象主要是杆件;研究杆件在荷载作用下的承载能力;承载能力包括杆件的强度、刚度及杆件的稳定性。
在计算或校核杆件的承载能力之前,先掌握杆件的基本变形;在材料力学中,杆件的基本变形主要包括:轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲、剪切;在材料力学教材中,先后对轴向拉伸与压缩、扭转、弯曲、剪切各用一章来讲解,在后面的章节中,把这四种基本变形进行综合分析,也就是组变形
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1利用截面法求内力,2、3、4、5、8都是运用相应的公式,6是胡克定律
可以这样说,材料力学教程主要是围绕着结构中杆件的强度、刚度、稳定性进行讲解;整个教程的流程:
第一章、轴向拉伸与压缩
在本章节中,先引入应力与应变的定义及概念,随后介绍基本变形中的轴向拉伸与压缩的应力计算,再介绍轴向拉伸与压缩斜截面上的应力如何计算;最后在介绍轴向与拉伸的应变计算。
利用本章节的知识点可以解决工程实际中简单桁架结构的杆件的校核。
第一章 绪论及基本概念§1−1 材料力学的任务要想使结构物或机械正常地工作,必须保证每一构件在荷载作用下能够安全、正常地工作。
因此,在力学上对构件有一定的要求:1. 强度,即材料或构件抵抗破坏的能力; 2. 刚度,即抵抗变性的能力;3. 稳定性,承受荷载时,构件在其原有形态下的平衡应保持为稳定平衡§1−2 可变性固体的性质及基本假设可变性固体:理学弹性体、小变性 基本假设:1. 连续、均匀性; 2. 各项同性假设。
§1−3 内力、截面法、应力⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑000z y x F F F ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧===∑∑000z y xM M M§1−4 位移和应变的概念x u x x ∆∆=→∆0limε称为K 点处沿x 方向的线应变 直角的改变量γ称为切应变。
§1−5 杆件变性的基本形式1.轴向拉伸或轴向压缩2.剪切3.扭转4.弯曲第二章 轴向拉伸和压缩§2−1 轴向拉伸和压缩的概念F(图2−1)则为轴向拉伸,此时杆被2−1虚线);若作用力F 压缩杆件(图(图2−2工程中许多构件,(图2−3)、各类(图2−4)等,这类结构的构2−1和图2−2。
§ 2−2 内力·截面法·轴力及轴力图一、横截面上的内力——轴力图2−5a 所示的杆件求解横截面m−m 的内力。
按截面法求解步骤有:可在此截面处假想将杆截断,保留左部分或右部分为脱离体,移去部分对保留部分的作用,用内力来代替,其合力F N ,如图2−5b 或图2−5c 所示。
对于留下部分Ⅰ来说,截面m −m 上的内力F N 就成为外力。
由于原直杆处于平衡状态,故截开后各部分仍应维持平衡。
根据保留部分的平衡条件得 mF N F N (a )(b ) (c )图2−5Ⅱ图2−1图2−2图2-4F F F F Fx==-=∑N N ,0,0(2−1)式中,F N 为杆件任一截面m −m 上的内力,其作用线也与杆的轴线重合,即垂直于横截面并通过其形心,故称这种内力为轴力,用符号F N 表示。
注册一级结构工程师考试科目一级结构工程师考试包括以下科目:
一、建筑构造学
1. 建筑构造概论
2. 构件受力及分析
3. 传力特性及构造分析
4. 连接构件及构造试验
5. 典型构件及跨度结构
二、材料力学
1. 材料力学概论
2. 预应力技术
3. 典型材料应力-应变特性及损伤机制
三、结构计算
1. 结构的荷载力学分析
2. 结构的稳定性及强度分析
3. 非线性分析及其应用
4. 预应力结构分析
四、结构设计
1. 建筑构造设计准则的概述及其应用
2. 钢结构设计
3. 混凝土结构设计
4. 结构优化设计
五、吊装技术
1. 吊装设备及施工方法
2. 吊装结构技术应用
3.吊装施工安全技术。
江苏省考研材料科学与工程复习资料材料力学概论材料力学是材料科学与工程的基础学科,旨在研究材料力学性能与结构之间的相互关系。
在江苏省考研材料科学与工程复习资料中,材料力学概论是重要的一部分,本文将从材料力学的基本原理、应力应变关系及应力分析等方面进行论述。
一、材料力学的基本原理材料力学的基本原理包括内力、应力、应变的概念和关系。
在材料中,内力是指作用在材料内部各点上的相互作用力,它可以分为体力和分力。
应力是单位面积上的力,是内力和试件截面积之比。
应力又可以分为正应力和剪应力,正应力是垂直于试件截面的应力,剪应力是平行于试件截面的应力。
应变是物体在受到外力作用后发生的形变,是单位长度的变化量。
应力和应变之间的关系可以通过应力-应变曲线来描述,这是材料力学研究的基础。
二、应力应变关系材料在受到外力作用时会产生应变,而应变与应力之间存在着一定的关系。
常见的应力应变关系有胡克定律和牛顿黏弹性定律。
胡克定律描述了弹性材料的应力与应变之间的线性关系,即应力与应变成正比。
牛顿黏弹性定律则描述了非弹性材料的应力与应变之间的关系,即应力与应变成非线性关系。
三、应力分析应力分析是材料力学的重要内容,它可以分析材料在外力作用下的应力分布及应力的大小和方向。
常用的应力分析方法包括受力分析法和能量分析法。
受力分析法主要通过将材料切割为若干小块,分析每块小块上的应力分布,从而得到整体的应力分布情况。
能量分析法则通过考虑材料在外力作用下的应变能和变形能来求解应力分布。
应力分析可以帮助工程师设计和选择合适的材料,预测材料的性能并优化工程结构。
综上所述,材料力学是江苏省考研材料科学与工程复习资料中不可忽视的重要部分,它涉及材料的内力、应力应变关系和应力分析等方面。
通过深入学习和理解材料力学的基本原理,能够更好地应用于实际工程中,为材料科学与工程的发展做出贡献。
注:本文根据题目要求以文章形式进行回复,内容涵盖了材料力学的基本原理、应力应变关系及应力分析等方面,希望能满足您的需求。
§1-1 材料力学的任务1.几个术语·构件与杆件:组成机械的零部件或工程结构中的构件统称为构件。
如图1-1a 所示桥式起重机的主梁、吊钩、钢丝绳;图1-2所示悬臂吊车架的横梁AB,斜杆CD都是构件。
实际构件有各种不同的形状,所以根据形状的不同将构件分为:杆件、板和壳、块体.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,如图1-3a 所示,其中横截面是与轴线垂直的截面;轴线是横截面形心的连线。
按横截面和轴线两个因素可将杆件分为:等截面直杆,如图1-3a、b;变截面直杆,如图1-3c;等截面曲杆和变截面曲杆如图1-3b。
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,如图1-4a 和b所示。
块体:三个方向(长、宽、高)的尺寸相差不多的构件,如图1-4c所示。
在本教程中,如未作说明,构件即认为是指杆件。
·变形与小变形:在载荷作用下,构件的形状及尺寸发生变化称为变形,如图1-2所示悬臂吊车架的横梁AB,受力后将由原来的位置弯曲到AB′位置,即产生了变形。
小变形:绝大多数工程构件的变形都极其微小,比构件本身尺寸要小得多,以至在分析构件所受外力(写出静力平衡方程)时,通常不考虑变形的影响,而仍可以用变形前的尺寸,此即所谓“原始尺寸原理”。
如图1-1a所示桥式起重机主架,变形后简图如图1-1b所示,截面最大垂直位移f一般仅为跨度l 的l/1500~1/700,B支撑的水平位移Δ则更微小,在求解支承反力R A、R B时,不考虑这些微小变形的影响。
2.对构件的三项基本要求强度:构件在外载作用下,具有足够的抵抗断裂破坏的能力。
例如储气罐不应爆破;机器中的齿轮轴不应断裂等。
刚度:构件在外载作用下,具有足够的抵抗变形的能力。
如机床主轴不应变形过大,否则影响加工精度。
稳定性:某些构件在特定外载,如压力作用下,具有足够的保持其原有平衡状态的能力。
例如千斤顶的螺杆,内燃机的挺杆等。
材料力学概念及基础知识材料力学是一门研究构件承载能力的科学,其任务是在保证安全和经济的前提下,研究构件的强度、刚度和稳定性问题。
强度是指构件抵抗破坏的能力,刚度是指构件抵抗变形的能力,稳定性是指构件保持初始直线平衡形式的能力。
为了研究这些问题,材料力学假设构件内均匀充满物质,并且在各个方向力学性质相同。
在材料力学中,内力是指构件内由于发生变形而产生的相互作用力。
计算内力的方法是通过截面法,包括四个步骤:截、留、代、平。
应力是在某个面积上内力分布的集度,单位为Pa。
正应力是垂直于截面的应力,而剪应力是平行于截面的应力。
材料力学研究的基本变形包括拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
拉压变形发生在外力的作用线与构件轴线重合时,此时会产生轴力。
计算某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和,其中离开该截面的外力取正。
轴力图的绘制步骤是先画出水平线作为X轴,然后以外力的作用点为界将轴线分段。
最后,材料力学的研究对象包括杆件、板壳和块体等构件。
为了完成材料力学的任务,理论分析和实验研究都是必不可少的手段。
材料力学主要研究构件的强度、刚度和稳定性理论。
其中,杆件包括直杆(轴线为直线)和曲杆(轴线为曲线)。
杆件受到大小相等、方向相反且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用时,杆件的横截面会产生相对转动。
变形性质可以分为弹性变形和塑性变形。
研究内力的方法是截面法,而表示内力密集程度的指标是应力。
基本变形有轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
轴力图可以表示轴力与横截面积的关系。
平面假设是指受轴向拉伸的杆件,在变形后横截面积仍保持不变的情况下,两平面相对位移了一段距离。
应力集中是指在某些局部位置,应力骤然增大的现象。
低碳钢的四个表现阶段是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。
材料强度性能的主要指标是屈服强度和抗拉强度,而塑性指标主要是伸长率和断面收缩率。
材料的脆性和塑性可以通过延伸率来区分。
连接杆主要有铆钉链接、螺栓链接、焊接、键连接和销轴链接。