材料力学 第4章 材料力学的基本假设与基本概念
- 格式:pptx
- 大小:3.33 MB
- 文档页数:38
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:N F Aσ= 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 ασσα=,sin 22αστα=注意角度α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[],maxmax N F A σσ=≤六、利用正应力强度条件可解决的三种问题:1.强度校核[],maxmax N F A σσ=≤一定要有结论 2.设计截面[],maxN F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤七、线应变l l ε∆=没有量纲、泊松比'εμε=没有量纲且只与材料有关、 胡克定律的两种表达形式:E σε=,N F l l EA∆= 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 σ,弹性极限e σ)、屈服阶段(屈服极限s σ)、强化阶段(强度极限b σ)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1100l l lδ-︒=⨯︒及断面收缩率1100A A Aϕ-︒=⨯︒,工程上把5δ︒≥︒的材料称为塑性材料。
十、卸载定律及冷作硬化:课本第23页。
材料力学的基本假设
1.应力-应变的线性关系假设:在小变形范围内,材料的应力与应变
之间存在线性关系,即应力是应变的线性函数。
2.同性与各向同性假设:材料在各个方向上具有相同的物理性质,即
同性;在任意方向上的物理性质相同,即各向同性。
3.材料的连续性假设:材料在微观层面上具有连续性,即认为材料是
由无数微小的质点组成的,而且质点之间的距离可以被忽略。
4.材料的弹性本质假设:材料在受力后会发生形变,但当去除作用力时,材料会恢复原始形态,即弹性本质。
5.应力状态的平衡假设:材料在受力时,应力状态必须处于平衡状态,即所受的所有内部力的合力必须为零。
6.多轴应力状态的等效假设:将多轴应力状态转化为等效单轴应力状态,使得应力状态的分析变得简单。
7.破坏准则的假设:材料在受到超过一定程度的应力时会发生破坏,
该程度可以通过破坏准则进行描述。
材料力学材料力学基本概念基本概念Simwe :lian20041、强度:在载荷作用下构件抵抗破坏的能力;刚度:在载荷作用下构件抵抗变形的能力;稳定性:在载荷作用下构件保持稳定平衡的能力;2、基本假设:连续性假设:物体在其整个体积内充满了物质而毫无空隙,其结构是密实的; 均匀性假设:从物体内任意一点处取出的体积单元,其力学性能都能代表整个物体的力学性能;各向同性假设:材料沿各个方向的力学性能相同。
3、力学性能:材料在外力作用下所表现出来的变形和破坏方面的特征。
4、应力:受力杆件某一截面上一点处的内力集度。
正应力:垂直于截面的法向分量切应力:与截面相切的切向分量5、圣维南原理:力作用于杆端方式的不同,只会使与杆端距离不大于杆的横向尺寸的范围内受到影响。
6、一点处的应力状态:通过一点的所有不同方位截面上应力的全部情况。
7、线应变:每单位长度的伸长(或缩短)。
LL ∆=ε 8、胡克定律:当杆内的应力不超过材料的某一极限值(比例极限)时,杆的伸长△L 与其所受外力F 、杆的原长L 成正比,而与其横截面面积A 成反比。
引进比例常数E ,故有:EAL F L N =∆ 9、泊松比:当拉(压)杆内的应力不超过材料的比例极限时,横向线应变ε’与纵向线应变ε的绝对值之比为一常数,称此值为横向变形因数或泊松比。
εεµ'= 10、应变能:伴随弹性变形的增减而改变的能量称为应变能。
11、应力应变曲线:纵坐标表示名义应力,横坐标表示名义应变,这种能反应材料的力学性能的曲线图称为应力应变曲线。
比例极限:在弹性阶段内,应力应变符合胡克定律的最高限,与之对应的应力称为比例极限;弹性极限:弹性阶段的最高点卸载后不发生塑性变形的极限,与之对应的应力称为弹性极限;屈服极限:在屈服阶段内,应力有幅度不大的波动,最高点的应力为上屈服极限,最低点的应力为下屈服极限,通常将下屈服极限称为屈服极限;强度极限:在强化阶段,最高点对应的应力称为强度极限。
第一章 绪论第一节 材料力学的任务1、组成机械与结构的各组成部分,统称为构件。
2、保证构件正常或安全工作的基本要求:a)强度,即抵抗破坏的能力;b)刚度,即抵抗变形的能力;c)稳定性,即保持原有平衡状态的能力。
3、材料力学的任务:研究构件在外力作用下的变形与破坏的规律,为合理设计构件提供强度、刚度和稳定性分析的基本理论与计算方法。
第二节 材料力学的基本假设1、连续性假设:材料无空隙地充满整个构件。
2、均匀性假设:构件内每一处的力学性能都相同3、各向同性假设:构件某一处材料沿各个方向的力学性能相同。
木材是各向异性材料。
第三节 内力1、内力:构件内部各部分之间因受力后变形而引起的相互作用力。
2、截面法:用假想的截面把构件分成两部分,以显示并确定内力的方法。
3、截面法求内力的步骤:①用假想截面将杆件切开,一分为二;②取一部分,得到分离体;③对分离体建立平衡方程,求得内力。
4、内力的分类:轴力N F ;剪力S F ;扭矩T ;弯矩M第四节 应力1、一点的应力: 一点处内力的集(中程)度。
全应力0limA Fp A∆→∆=∆;正应力σ;切应力τ;p =2、应力单位:Pa (1Pa=1N/m 2,1MPa=1×106 Pa ,1GPa=1×109 Pa )第五节 变形与应变1、变形:构件尺寸与形状的变化称为变形。
除特别声明的以外,材料力学所研究的对象均为变形体。
2、弹性变形:外力解除后能消失的变形成为弹性变形。
3、塑性变形:外力解除后不能消失的变形,称为塑性变形或残余变形。
4、小变形条件:材料力学研究的问题限于小变形的情况,其变形和位移远小于构件的最小尺寸。
对构件进行受力分析时可忽略其变形。
5、线应变:ll ∆=ε。
线应变是无量纲量,在同一点不同方向线应变一般不同。
6、切应变:tan γγ≈。
切应变为无量纲量,切应变单位为rad 。
第六节 杆件变形的基本形式1、材料力学的研究对象:等截面直杆。
第四章 材料力学的基本假设和基本概念一、是非判断题1.1 内力只作用在杆件截面的形心处。
( ) 1.2 杆件某截面上的内力是该截面上应力的代数和。
( ) 1.3 根据各向同性假设,可认为材料的弹性常数在各方向都相同。
( ) 1.4 根据均匀性假设,可认为构件的弹性常数在各点处都相同。
( ) 1.5 平衡状态弹性体的任意部分的内力都与外力保持平衡。
( )1.6 确定截面内力的截面法,适用于不论等截面或变截面、直杆或曲杆、基本变形或组合变形、横截面或任意截面的普遍情况。
( ) 1.7 同一截面上正应力σ与切应力τ必相互垂直。
( ) 1.8 同一截面上各点的正应力σ必定大小相等,方向相同。
( ) 1.9 同一截面上各点的切应力必相互平行。
( ) 1.10 应变分为正应变ε和切应变γ。
( ) 1.11 应变为无量纲量。
( ) 1.12 若物体各部分均无变形,则物体内各点的应变均为零。
( ) 1.13 若物体内各点的应变均为零,则物体无位移。
( ) 二、填空题2.1 所谓 ,是指材料或构件抵抗破坏的能力。
所谓 ,是指构件抵抗变形的能力。
所谓 ,是指材料或构件保持其原有平衡形式的能力。
2.2 构件的承载能力包括 , 和 三个方面。
2.3 根据材料的主要性能作如下三个基本假设 , , 。
2.4 认为固体在其整个几何空间内无间隙地充满了物质,这样的假设称为 。
根据这一假设构件的 、 和 就可以用坐标的连续函数来表示。
2.5 图示结构中,杆1发生 变形,杆2发生 变形,杆3发生 变形。
2.6 图示结构中,杆1发生 变形,杆2发生 变形,杆3发生 变形。
2.7 图(a)、(b)、(c)分别为构件内某点处取出的单元体,变形后情况如虚线所示,则单元体(a)的切应变 γ= ;单元体(b)的切应变γ= ;单元体(c)的切应变γ= 。
α>βααα ααβ题2.5图题2.6图第五章 轴向拉压的应力与变形一、是非判断题1.1 因为轴力要按平衡条件求出,所以轴力的正负与坐标轴的指向一致。