材料力学知识点总结
- 格式:doc
- 大小:437.50 KB
- 文档页数:7
材料力学知识点材料力学是研究材料内部结构和材料在外力作用下的变形和破坏行为的学科。
以下是材料力学的一些重要知识点:1. 应力和应变:应力是单位面积上的力,可以分为正应力和剪应力;应变是物体长度或体积的相对变化,可以分为纵向应变和剪切应变。
应力和应变之间的关系可以用本构关系来描述。
2. 弹性力学:弹性力学研究的是材料在外力作用下的弹性变形行为。
经典弹性力学假设材料在小应变范围内具有线性弹性行为,可以通过胡克定律来描述。
3. 塑性力学:塑性力学研究的是材料在外力作用下的塑性变形行为。
塑性变形主要包括应力的塑性变形和材料内部晶体结构的塑性变形。
当应力超过材料的屈服强度时,材料会发生塑性变形。
4. 断裂力学:断裂力学研究的是材料在外力作用下发生破坏的行为。
断裂可以分为静态断裂和疲劳断裂。
静态断裂研究的是材料在静态加载下的破坏行为,疲劳断裂研究的是材料在循环加载下的破坏行为。
5. 损伤力学:损伤力学研究的是材料内部发生损伤的行为及其对材料性能的影响。
材料的损伤可能包括裂纹、孔洞、位错等。
损伤会导致材料的刚度和强度降低。
6. 微观结构与力学性能:材料的力学性能与其微观结构关系密切。
材料的晶体结构、晶界、孪晶、析出相等微观结构对材料的力学性能具有重要影响。
7. 强度理论和设计:强度理论研究的是材料的强度如何与其内部应力、应变和结构参数相联系。
强度理论为材料的设计提供了基本依据,可以用来预测材料的破坏行为和使用寿命。
8. 材料的超塑变形:超塑变形是指在高温和大应变速率条件下,材料可以表现出很高的变形能力。
超塑变形对材料的加工和成形具有重要意义。
综上所述,材料力学是工程领域中非常重要的学科,掌握材料力学的知识可以帮助我们更好地理解和应用材料的力学行为,从而设计和改进材料的性能。
(完整版)材料力学重点总结材料力学阶段总结一. 材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务:解决安全可靠与经济适用的矛盾. 研究对象:杆件强度:抵抗破坏的能力 刚度:抵抗变形的能力稳定性:细长压杆不失稳。
2. 材料力学中的物性假设连续性:物体内部的各物理量可用连续函数表示。
均匀性:构件内各处的力学性能相同。
各向同性:物体内各方向力学性能相同。
3。
材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。
内力:附加内力。
应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。
应力:正应力、剪应力、一点处的应力。
应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。
正应力⎩⎨⎧拉应力压应力应变:反映杆件的变形程度⎩⎨⎧角应变线应变变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4. 物理关系、本构关系 虎克定律;剪切虎克定律:⎪⎩⎪⎨⎧==∆=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。
剪切虎克定律:两线段——拉伸或压缩。
拉压虎克定律:线段的适用条件:应力~应变是线性关系:材料比例极限以内。
5。
材料的力学性能(拉压):一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:b s pσσσ、、,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。
拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v ,)(V EG +=126. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数:大于1的系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。
过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。
许用应力:极限应力除以安全系数.塑性材料[]ssn σσ=s σσ=0脆性材料[]bbn σσ=b σσ=07. 材料力学的研究方法1) 所用材料的力学性能:通过实验获得。
2) 对构件的力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用的未来状态。
3) 截面法:将内力转化成“外力”。
材料力学知识点归纳总结(完整版)1.材料力学:研究构件(杆件)在外力作用下内力、变形、以及破坏或失效一般规律的科学,为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性等分析的基本理论和方法。
2.理论力学:研究物体(刚体)受力和机械运动一般规律的科学。
3.构件的承载能力:为保证构件正常工作,构件应具有足够的能力负担所承受的载荷。
构4.件应当满足以下要求:强度要求、刚度要求、稳定性要求5.变形固体的基本假设:材料力学所研究的构件,由各种材料所制成,材料的物质结构和性质虽然各不相同,但都为固体。
任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变——即变形。
因此,这些材料统称为变形固体。
第二章:内力、截面法和应力概念1.内力的概念:材料力学的研究对象是构件,对于所取的研究对象来说,周围的其他物体作用于其上的力均为外力,这些外力包括荷载、约束力、重力等。
按照外力作用方式的不同,外力又可分为分布力和集中力。
2.截面法:截面法是材料力学中求内力的基本方法,是已知构件外力确定内力的普遍方法。
已知杆件在外力作用下处于平衡,求m-m截面上的内力,即求m-m截面左、右两部分的相互作用力。
首先假想地用一截面m-m截面处把杆件裁成两部分,然后取任一部分为研究对象,另一部分对它的作用力,即为m-m截面上的内力N。
因为整个杆件是平衡的,所以每一部分也都平衡,那么,m-m截面上的内力必和相应部分上的外力平衡。
由平衡条件就可以确定内力。
例如在左段杆上由平衡方程N-F=0 可得N=F3.综上所述,截面法可归纳为以下三个步骤:1、假想截开在需求内力的截面处,假想用一截面把构件截成两部分。
2、任意留取任取一部分为究研对象,将弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力N来代替。
3、平衡求力对留下部分建立平衡方程,求解内力。
4.应力的概念:用截面法确定的内力,是截面上分布内力系的合成结果,它没有表明该分布力系的分布规律,所以,为了研究相伴的强度,仅仅知道内力是不够的。
材料力学知识点总结材料力学是研究物质内部力学行为以及材料的变形和破坏的学科。
它是工程领域中非常重要的基础学科,涉及材料的结构、性能和应用等方面。
本文将从基本概念、力学性质、变形与破坏等方面对材料力学的知识点进行总结。
1.弹性力学弹性力学是材料力学的基础,研究材料在外力作用下的变形与恢复过程。
弹性力学主要关注材料的弹性性质,即材料在外力作用下是否能够发生恢复性变形。
弹性力学的基本理论包括胡克定律、泊松比等。
2.塑性力学塑性力学研究材料的塑性行为,即材料在外力作用下会发生永久性变形的能力。
塑性力学主要关注材料的塑性应变、塑性流动规律等。
常见的塑性变形方式包括屈服、硬化、流变等。
3.破裂力学破裂力学研究材料的破裂行为,即材料在外力作用下发生破裂的过程。
破裂力学主要关注材料的断裂韧性、断口形貌等。
常见的破裂失效方式包括断裂、断裂韧性减小、疲劳等。
4.疲劳力学疲劳力学研究材料在交变应力作用下的疲劳失效行为。
疲劳力学主要关注材料的疲劳寿命、疲劳强度等。
材料在交变应力作用下会逐渐积累微小损伤,最终导致疲劳失效。
5.断裂力学断裂力学研究材料在应力集中区域的破裂行为。
断裂力学主要关注材料的应力集中系数、应力集中因子等。
在材料中存在裂纹等缺陷时,应力集中会导致裂纹扩展,最终引发断裂失效。
6.成形加工力学成形加工力学研究材料在加工过程中的变形行为。
成形加工力学主要关注材料的流变性质、加工硬化等。
常见的成形加工方式包括挤压、拉伸、压缩等。
7.热力学力学热力学力学研究材料在高温条件下的力学行为。
热力学力学主要关注材料的热膨胀、热应力等。
材料在高温条件下,由于热膨胀不均匀等因素,会产生热应力,从而影响材料的力学性能。
通过以上对材料力学的知识点的总结,我们可以了解到材料力学对工程领域的重要性。
在工程实践中,需要根据材料的力学性质来设计和制造材料的结构,以保证其性能和安全性。
因此,掌握材料力学的基本概念和原理对于工程师和科研人员来说是至关重要的。
“材料力学”重点归纳
第一章静力学基础
掌握:静力学基本概念和定理:力、力偶、平衡力系、等效力系、合力投影定理、合力矩定理、力线平移定理、静力学的基本任务等。
重点掌握:掌握各种力系的简化和平衡方程应用。
了解材料力学的发展沿革,理解本课程的任务、内容、目的。
第二章材料力学绪论
掌握:了解材料力学的基本任务和杆件的基本变形。
重点掌握:材料力学的基本概念:弹性变形、塑性变形、破坏、强度、刚度、稳定性、内力、应力、应变等。
第三章应力分析和应变分析理论
掌握:应力状态、应力张量、应力张量不变量、空间应力圆、等效应力、八面体应力、变形位移、应变状态、应变张量、偏斜应力张量、偏斜应变张量等概念。
应力分析理论、应变分析理论。
重点掌握:应力状态、应力张量、应力张量不变量、空间应力圆、等效应力、八面体应力、变形位移、应变状态、应力分析理论。
第四章固体材料的弹性本构关系和塑性本构关系
掌握:固体材料弹性变形和塑性变形的主要特点、弹性本构关系(广义胡克定律)、主应力空间、屈服函数、常用屈服条件、常用强度理论等。
重点掌握:固体材料弹性变形和塑性变形的主要特点、弹性本构关系(广义胡克定律)、常用屈服条件和强度理论等。
第五章材料力学实验
了解和掌握金属材料单轴拉伸和压缩力学实验的原理和方法。
材料力学知识点材料力学是工程学科中的一门重要课程,它研究物质的力学性质及其在工程中的应用。
下面我将介绍一些关键的材料力学知识点。
一、应力和应变应力和应变是材料力学中最基本的概念。
应力是单位面积上的力,可以分为正应力和剪应力。
正应力是垂直于截面的力,剪应力是平行于截面的力。
应变是物体形变程度的度量,可以分为线性应变和剪应变。
线性应变是物体的伸长或压缩相对于初始长度的比值,剪应变是物体平行于切面的相对形变。
二、弹性力学弹性力学研究材料在力的作用下发生的弹性变形。
杨氏模量和泊松比是衡量材料弹性特性的重要参数。
杨氏模量衡量了材料在受力时产生的线性应变的能力,泊松比则描述了材料在受力时在垂直方向上的形变相对于平行方向的形变的比值。
三、塑性力学塑性力学研究材料在超过其弹性极限时的变形和损伤行为。
屈服强度、抗拉强度和延伸率是评价材料塑性特性的重要指标。
屈服强度是材料在受力时产生塑性变形的临界应力值,抗拉强度是材料能够承受的最大拉伸应力值,延伸率则表示材料在断裂前可以产生的伸长量。
四、断裂力学断裂力学研究材料在受力超过其强度极限时发生破裂的过程。
断裂韧性是衡量材料抵抗断裂的能力的指标。
断裂韧性越高,材料的抗断裂能力就越强。
断裂韧性的计算可以通过测量断裂前的伸长量以及断面面积来得到。
五、疲劳力学疲劳力学研究材料在重复应力作用下的疲劳行为。
疲劳寿命和疲劳极限是评价材料抵抗疲劳破坏的重要指标。
疲劳寿命是材料在一定应力水平下能够承受的循环次数,疲劳极限是材料能够承受的最大循环应力。
这些是材料力学中的一些关键知识点,它们对于工程领域的实际应用具有重要的指导作用。
深入理解这些知识点,可以帮助工程师们更好地设计和选择材料,提高工程结构的安全性和可靠性。
除了上述提到的知识点之外,材料力学还涉及许多其他方面,如蠕变、冷却、材料的疲劳强度和弹塑性等。
这些知识点需要在实际问题中具体应用和深入研究,以更好地解决工程中的材料相关问题。
通过不断学习和实践,工程师们可以不断提升自己的材料力学水平,为工程领域的发展做出积极贡献。
材料力学知识点总结材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。
它是工程力学的一个重要分支,对于机械、土木、航空航天等工程领域的设计和分析具有重要意义。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、基本概念1、外力与内力外力是指物体受到的来自外部的作用力,包括集中力、分布力等。
内力则是物体内部各部分之间的相互作用力,当物体受到外力作用时,内力会随之产生以抵抗外力。
2、应力与应变应力是单位面积上的内力,它反映了材料内部受力的强弱程度。
应变是物体在受力作用下形状和尺寸的相对变化,分为线应变和切应变。
3、杆件的基本变形杆件在受力作用下主要有四种基本变形形式:拉伸(压缩)、剪切、扭转和弯曲。
二、拉伸与压缩1、轴力与轴力图轴力是指杆件沿轴线方向的内力。
通过绘制轴力图,可以直观地表示出轴力沿杆件轴线的变化情况。
2、横截面上的应力在拉伸(压缩)情况下,横截面上的应力均匀分布,其大小等于轴力除以横截面面积。
3、材料在拉伸与压缩时的力学性能通过拉伸试验,可以得到材料的强度指标(屈服强度、抗拉强度)和塑性指标(伸长率、断面收缩率)。
不同材料具有不同的力学性能,如低碳钢的屈服和强化阶段,铸铁的脆性等。
4、胡克定律在弹性范围内,应力与应变成正比,即σ =Eε ,其中 E 为弹性模量。
5、拉伸(压缩)时的变形计算根据胡克定律,可以计算杆件在拉伸(压缩)时的变形量。
三、剪切1、剪切内力与剪切应力剪切内力通常用剪力表示,剪切应力则是单位面积上的剪力。
2、剪切实用计算在工程中,通常采用实用计算方法来确定剪切面上的平均应力。
四、扭转1、扭矩与扭矩图扭矩是指杆件在扭转时横截面上的内力偶矩。
扭矩图用于表示扭矩沿杆件轴线的变化。
2、圆轴扭转时的应力与变形圆轴扭转时,横截面上的应力分布呈线性规律,其最大应力发生在圆周处。
扭转角的计算与材料的剪切模量、扭矩和轴的长度等因素有关。
五、弯曲1、剪力与弯矩弯曲内力包括剪力和弯矩,它们的计算和绘制剪力图、弯矩图是弯曲分析的重要内容。
材料力学知识点总结在材料科学领域,材料力学是一个重要的分支,它研究材料的力学性质,包括材料的强度、刚度、韧性等方面。
材料力学的研究可以帮助我们理解和预测材料在不同应力条件下的行为,并为材料的设计和应用提供依据。
本文将对材料力学的一些重要知识点进行总结。
1. 弹性模量弹性模量是材料应力和应变之间的比例系数,描述材料在受力时的变形能力。
其计算公式为:E = σ / ε其中,E表示弹性模量,σ表示应力,ε表示应变。
弹性模量越大,材料的刚度越高,即材料越不容易发生形变。
常见的材料弹性模量有杨氏模量、剪切模量等。
2. 屈服强度屈服强度是材料在拉伸过程中发生塑性变形的最大应力。
当材料受到超过屈服强度的应力时,将产生塑性变形。
屈服强度是材料强度的重要指标之一,对于材料的选择和设计具有重要意义。
3. 断裂强度断裂强度是材料在拉伸过程中发生断裂的最大应力。
材料的断裂强度是其极限强度,表示材料能够承受的最大应力。
对于工程结构和材料的可靠性分析,断裂强度是一个关键参数。
4. 韧性韧性是材料抵抗断裂的能力,描述了材料在发生破坏前吸收的能量。
韧性与断裂强度密切相关,通常情况下,韧性较高的材料在承受冲击和动态载荷时表现更好。
韧性可以通过材料的断裂延伸率来评估。
5. 硬度硬度是材料抵抗划痕和压痕的能力,常用来评估材料的耐磨性和耐腐蚀性。
硬度测试可以通过洛氏硬度、巴氏硬度等方法进行测量。
硬度与材料的结晶度、晶粒尺寸、相变和合金化等因素有关。
6. 断裂韧性断裂韧性是材料在发生断裂时的能量吸收能力,同时考虑了材料的强度和韧性。
断裂韧性通常用断裂韧性指标(例如KIC)来评估,该指标描述了材料在存在裂纹的情况下抵抗断裂的能力。
7. 塑性变形塑性变形是材料在应力作用下发生永久性变形的能力。
与弹性变形不同,塑性变形发生后材料不能恢复其原始形状。
塑性变形通常发生在材料的屈服点之后。
8. 蠕变蠕变是材料在长时间暴露于高温和恒定应力下发生的塑性变形。
材料力学考试知识点材料力学是一门研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度和稳定性的学科。
对于工科学生来说,这是一门非常重要的基础课程。
以下是材料力学考试中常见的知识点。
一、拉伸与压缩1、内力与轴力图在拉伸或压缩杆件时,杆件内部产生的相互作用力称为内力。
通过截面法可以求得内力,将杆件沿某一截面假想地切开,取其中一部分为研究对象,根据平衡条件求出内力。
用轴力图可以直观地表示轴力沿杆件轴线的变化情况。
2、应力正应力是垂直于截面的应力,计算公式为σ = N/A ,其中 N 为轴力,A 为横截面面积。
切应力是平行于截面的应力。
3、胡克定律在弹性范围内,杆件的变形与所受外力成正比,与杆件的长度成正比,与杆件的横截面面积成反比,与材料的弹性模量成反比。
表达式为Δl = FNl/EA ,其中Δl 为伸长量, FN 为轴力,l 为杆件长度,E 为弹性模量,A 为横截面面积。
4、材料的拉伸与压缩力学性能通过拉伸试验可以得到材料的力学性能,如屈服极限、强度极限、延伸率和断面收缩率等。
二、剪切与挤压1、剪切的实用计算假设剪切面上的切应力均匀分布,根据平衡条件计算剪切面上的剪力和切应力。
2、挤压的实用计算考虑挤压面上的挤压应力,通常假定挤压应力在挤压面上均匀分布。
三、扭转1、扭矩与扭矩图扭矩是杆件受扭时横截面上的内力偶矩。
扭矩图用于表示扭矩沿杆件轴线的变化情况。
2、圆轴扭转时的应力与变形横截面上的切应力沿半径呈线性分布,最大切应力在圆轴表面。
扭转角的计算公式为φ = Tl/GIp ,其中 T 为扭矩,l 为杆件长度,G 为剪切模量,Ip 为极惯性矩。
四、弯曲内力1、剪力和弯矩剪力是横截面切向分布内力的合力,弯矩是横截面法向分布内力的合力偶矩。
通过截面法可以求出剪力和弯矩。
2、剪力图和弯矩图用图形表示剪力和弯矩沿杆件轴线的变化规律,有助于分析杆件的受力情况。
五、弯曲应力1、纯弯曲时的正应力推导得出纯弯曲时横截面上正应力的计算公式σ = My/Iz ,其中 M 为弯矩,y 为所求应力点到中性轴的距离,Iz 为惯性矩。
材料力学必备知识点1、 材料力学的任务:满足强度、刚度和稳定性要求的前提下,为设计既经济又安全的构件,提供必要的理论基础和计算方法。
2、 变形固体的基本假设:连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。
3、 杆件变形的基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4、 低碳钢:含碳量在0.3%以下的碳素钢。
5、 低碳钢拉伸时的力学性能:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段 极限:比例极限、弹性极限、屈服极限、强化极限6、 名义(条件)屈服极限:将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标7、 延伸率δ是衡量材料的塑性指标塑性材料 随外力解除而消失的变形叫弹性变形;外力解除后不能消失的变形叫塑性变形。
>5%的材料称为塑性材料: <5%的材料称为脆性材料8、 失效:断裂和出现塑性变形统称为失效9、 应变能:弹性固体在外力作用下,因变形而储存的能量10、应力集中:因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象11、扭转变形:在杆件的两端各作用一个力偶,其力偶矩大小相等、转向相反且作用平面垂直于杆件轴线,致使杆件的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动。
12、翘曲:变形后杆的横截面已不再保持为平面;自由扭转:等直杆两端受扭转力偶作用且翘曲不受任何限制;约束扭转:横截面上除切应力外还有正应力13、三种形式的梁:简支梁、外伸梁、悬臂梁14、组合变形:由两种或两种以上基本变形组合的变形15、截面核心:对每一个截面,环绕形心都有一个封闭区域,当压力作用于这一封闭区域内时,截面上只有压应力。
16、根据强度条件 可以进行(强度校核、设计截面、确定许可载荷)三方面的强度计算。
17、低碳钢材料由于冷作硬化,会使(比例极限)提高,而使(塑性)降低。
18、积分法求梁的挠曲线方程时,通常用到边界条件和连续性条件;因杆件外形突然变化引起的局部应力急剧增大的现象称为应力集中;轴向受压直杆丧失其直线平衡形态的现象称为失稳19、圆杆扭转时,根据(切应力互等定理),其纵向截面上也存在切应力。
材料力学重点总结材料力学是研究材料在外力作用下的力学性能及其相互关系的学科。
它是工程力学的重要分支之一,对于了解材料的力学特性以及工程结构的设计和优化具有重要意义。
以下是材料力学的重点总结。
一、材料的应力和应变1.应力:指材料内部的内力,由外力作用引起,分为正应力和剪应力。
正应力指垂直于截面的力与截面面积的比值,剪应力指与截面平行的截面积的比值。
2.应变:指材料在外力作用下的变形程度,分为线性弹性应变和非线性塑性应变。
线性弹性应变指应力与应变呈线性关系,非线性塑性应变指应力与应变不呈线性关系。
3.弹性模量:指材料在弹性阶段内应力与应变之间的比值,用于衡量材料的刚度。
二、材料的弹性力学行为1.长度-应力关系:根据胡克定律,应力与应变成正比,比例系数为弹性模量。
2.应力-应变关系:应力与应变呈线性关系,斜率为弹性模量。
当材料处于线性弹性阶段时,可以使用胡克定律进行分析和计算。
3.杨氏模量:指材料在线性弹性阶段内应力与应变沿任意方向之比,衡量材料的各向同性。
三、材料的塑性力学行为1.屈服强度:指材料开始发生塑性变形的临界应力值。
在应力达到屈服强度后,材料开始发生塑性应变。
2.延伸率和断裂应变:延伸率是材料拉伸至破坏前的变形倍数,断裂应变是材料发生破坏时的应变。
3.曲线弹性模量:由于塑性变形引起曲线弹性阶段的模量发生变化,称为曲线弹性模量。
四、材料的断裂力学行为1.断裂韧性:指材料在断裂前吸收的能量。
韧性高的材料能够承受较大的变形和吸能。
2.断裂强度:指材料在断裂前所能承受的最大应力值。
断裂强度高的材料具有较好的抗拉强度。
3.断裂模式:材料断裂具有不同的模式,如拉断、剪断、脱层、断裂面韧裂等。
五、材料的疲劳力学行为1.疲劳强度:指材料在循环载荷下发生疲劳破坏的临界应力水平。
疲劳强度与材料的强度和韧性都有关。
2.疲劳寿命:指材料在特定应力水平下能够循环载荷的次数。
疲劳寿命与材料的疲劳强度和循环载荷有关。
3.疲劳断口特征:材料在发生疲劳破坏时产生的断裂面特征,如河床样貌、斜粒子形貌等。
第一章绪论一、基本概念:强度:构件抵抗破环的能力1.构件应满足的三个要求:刚度:构件抵抗变形的能力稳定性:构件保持原有平衡的能力连续性假设:固体物质不留空隙的空满固体所占的空间2.变形固体的三个基本假设均匀性假设:固体内各处有相同的力学性能各向同性假设:在任一方向,固体的力学性能都相同注:各向同性材料:金属等各向异性材料:木材,胶合材料,复合材料3,两个限制条件:线弹性:材料变形处于线弹性阶段。
?小变形:变形及变形引起的位移,都远小于物体的最小尺寸4,原始尺寸原理:小变形条件下,常用变形前构件的尺寸代替变形后的构件尺寸来计算,即不考虑变形带来的影响。
(一处例外:压杆稳定)5,圣维南原理:如用与外力系静力等效的合力来代替原力系,则除在原力系作用区域内有明显,差别外,在离外力作用区域略远处,这种代替带来的误差很小,可以不计。
6,材力中的力:表面力集中力分布载荷作用方式:体积力外力按种类分内力:在外力作用下,构件因反抗或阻止变形而产生于物体内部的相互作用力按作用方式分静载荷交变载荷动载荷冲击载荷1,截(取):用假象面把构件分成两部分7,研究内力的基本方法----截面法2,代(替):用内力代替截去的部分的作用3,平(衡方程):列静力平衡方程,求解未知内力8,应力-----内力的集度(任一应力应指明两个要素:哪一点,哪个方向上)(1)平均应力定义:单位面积上的内力 定义式:A Fp m = ( 注意:m p 是一个矢量,有方向)(2) 应力定义:平均应力的极限定义式:dA dFm p = )0dA (→单位:MPa ,矢量性:是矢量,有大小,方向。
正应力: 定义:应力垂直于截面的分量(F ∆垂直于截面的分量N F ∆在截面上的应力) 定义式: )0(→=dA dA dF N σ切应力: 定义:应力平行于截面的分量(F ∆平行于截面的分量S F ∆在截面上的应力) 定义式: ()0d →=dA AdFs τ9,变形与应变变形:在外力作用下,构件尺寸、形状发生变化的现象。
材料力学总结一、基本变形二、还有:(1)外力偶矩:)(9549m N nNm •= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:tr T22πτ=(3)矩形截面杆扭转剪应力:hb G Th b T 32max ;βϕατ==三、截面几何性质(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += (2)组合截面: 1.形 心:∑∑===ni ini cii c AyA y 11; ∑∑===ni ini cii c AzA z 112.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(四、应力分析:(1)二向应力状态(解析法、图解法)a . 解析法: b.应力圆:σ:拉为“+”,压为“-” τ:使单元体顺时针转动为“+”α:从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+”ατασσσσσα2sin 2cos 22x yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2x yx +-=yx xtg σστα--=220 22minmax 22x y x yx τσσσσσ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±+=c :适用条件:平衡状态(2)三向应力圆:1max σσ=; 3min σσ=;231max σστ-=x(3)广义虎克定律:[])(13211σσνσε+-=E [])(1z y x x E σσνσε+-=[])(11322σσνσε+-=E [])(1x z y y E σσνσε+-=[])(12133σσνσε+-=E [])(1y x z z E σσνσε+-=*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律(4)常用的二向应力状态 1.纯剪切应力状态:τσ=1 ,02=σ,τσ-=32.一种常见的二向应力状态:223122τσσσ+⎪⎭⎫⎝⎛±=2234τσσ+=r2243τσσ+=r五、强度理论*相当应力:r σ11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][212132322214σσσσσσσ-+-+-=r σxσ六、材料的力学性质脆性材料 δ<5% 塑性材料 δ≥5%低碳钢四阶段: (1)弹性阶段(2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,塑性指标 δψ,E tg ==σα七.组合变形ε八、压杆稳定欧拉公式:2min2)(l EI P cr μπ=,22λπσE cr =,应用范围:线弹性范围,σcr <σp ,λ>λp柔度:iul =λ;ρρσπλE=;ba s σλ-=0,柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、 形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓λ>λp ——大柔度杆:22λπσE cr =λo <λ<λp ——中柔度杆:σcr=a-b λλ<λ0——小柔度杆:σcr =σs稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=AP提高杆件稳定性的措施有:1、减少长度2、选择合理截面3、加强约束4、合理选择材料九、交变应力金属疲劳破坏特点:应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
材料力学总结一、基本变形二、还有:(1)外力偶矩:)(9549m N nNm •= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:tr T22πτ=(3)矩形截面杆扭转剪应力:hb G Th b T 32max ;βϕατ==三、截面几何性质(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += (2)组合截面: 1.形 心:∑∑===ni ini cii c AyA y 11; ∑∑===ni ini cii c AzA z 112.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(四、应力分析:(1)二向应力状态(解析法、图解法)a . 解析法: b.应力圆:σ:拉为“+”,压为“-” τ:使单元体顺时针转动为“+”α:从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+”ατασσσσσα2sin 2cos 22x yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2x yx +-=yx xtg σστα--=220 22minmax 22x y x yx τσσσσσ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±+=c :适用条件:平衡状态(2)三向应力圆:1max σσ=; 3min σσ=;231max σστ-=x(3)广义虎克定律:[])(13211σσνσε+-=E [])(1z y x x E σσνσε+-=[])(11322σσνσε+-=E [])(1x z y y E σσνσε+-=[])(12133σσνσε+-=E [])(1y x z z E σσνσε+-=*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律(4)常用的二向应力状态 1.纯剪切应力状态:τσ=1 ,02=σ,τσ-=32.一种常见的二向应力状态:223122τσσσ+⎪⎭⎫⎝⎛±=2234τσσ+=r2243τσσ+=r五、强度理论*相当应力:r σ11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][212132322214σσσσσσσ-+-+-=r σxσ六、材料的力学性质脆性材料 δ<5% 塑性材料 δ≥5%低碳钢四阶段: (1)弹性阶段(2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,塑性指标 δψ,E tg ==σα七.组合变形ε八、压杆稳定欧拉公式:2min2)(l EI P cr μπ=,22λπσE cr =,应用范围:线弹性范围,σcr <σp ,λ>λp柔度:iul =λ;ρρσπλE=;ba s σλ-=0,柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、 形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓λ>λp ——大柔度杆:22λπσE cr =λo <λ<λp ——中柔度杆:σcr=a-b λλ<λ0——小柔度杆:σcr =σs稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=AP提高杆件稳定性的措施有:1、减少长度2、选择合理截面3、加强约束4、合理选择材料九、交变应力金属疲劳破坏特点:应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
材料力学总结一、基本变形二、还有:(1)外力偶矩:)(9549m N nNm ∙= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:tr T22πτ=(3)矩形截面杆扭转剪应力:hb G Th b T 32max ;βϕατ==三、截面几何性质(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += a b A I I c c Y Z YZ += (2)组合截面: 1.形 心:∑∑===ni ini cii c AyA y 11; ∑∑===ni ini cii c AzA z 112.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(四、应力分析:(1)二向应力状态(解析法、图解法)a . 解析法: b.应力圆:σ:拉为“+”,压为“-” τ:使单元体顺时针转动为“+”α:从x 轴逆时针转到截面的 法线为“+”ατασσσσσα2sin 2cos 22x yx yx --++=ατασστα2cos 2sin 2x yx +-=yx xtg σστα--=220 22minmax 22x y x yx τσσσσσ+⎪⎪⎭⎫⎝⎛-±+=c :适用条件:平衡状态(2)三向应力圆:1m a x σσ=; 3min σσ=;231max σστ-=x(3)广义虎克定律:[])(13211σσνσε+-=E [])(1z y x x E σσνσε+-=[])(11322σσνσε+-=E [])(1x z y y E σσνσε+-=[])(12133σσνσε+-=E [])(1y x z z E σσνσε+-=*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律(4)常用的二向应力状态 1.纯剪切应力状态:τσ=1 ,02=σ,τσ-=32.一种常见的二向应力状态:223122τσσσ+⎪⎭⎫⎝⎛±=2234τσσ+=r2243τσσ+=r五、强度理论*相当应力:r σ11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][212132322214σσσσσσσ-+-+-=r xσ六、材料的力学性质脆性材料 δ<5% 塑性材料 δ≥5%低碳钢四阶段: (1)弹性阶段(2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,塑性指标 δψ,E tg ==σα七.组合变形ε八、压杆稳定欧拉公式:2min2)(l EI P cr μπ=,22λπσE cr =,应用范围:线弹性范围,σcr <σp ,λ>λp柔度:iul =λ;ρρσπλE=;ba s σλ-=0,柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、 形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓λ>λp ——大柔度杆:22λπσE cr =λo <λ<λp ——中柔度杆:σcr=a-b λλ<λ0——小柔度杆:σcr =σs稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=AP提高杆件稳定性的措施有:1、减少长度2、选择合理截面3、加强约束4、合理选择材料九、交变应力金属疲劳破坏特点:应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
材料力学总结一、基本变形
二、还有:
(1)外力偶矩:)(9549
m N n
N
m •= N —千瓦;n —转/分 (2)薄壁圆管扭转剪应力:t
r T
22πτ=
(3)矩形截面杆扭转剪应力:h
b G T
h b T 32max ;βϕατ=
=
三、截面几何性质
(1)平行移轴公式:;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += (2)组合截面:
1.形 心:∑∑===
n
i i
n
i ci
i c A
y
A y 1
1
; ∑∑===
n
i i
n
i ci
i c A
z
A z 1
1
2.静 矩:∑=ci i Z y A S ; ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩:∑=i Z Z I I )( ;∑=i y y I I )(
四、应力分析:
(1)二向应力状态(解析法、图解法)
a . 解析法: b.应力圆:
:拉为“+”,压为“-”
:使单元体顺时针转动为“+”
:从x 轴逆时针转到截面的
法线为“+”
α
τασσσσσα2sin 2cos 2
2
x y
x y
x --+
+=
x
y
στα
ατασστα2cos 2sin 2
x y
x +-=
y
x x
tg σστα--
=220
22
min
max 22
x y x y
x τσσσσσ+⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛-±+=
c :适用条件:平衡状态
(2)三向应力圆:
1max σσ=; 3min σσ=;2
3
1max σστ-=
(3)广义虎克定律:
[])(1
3211σσνσε+-=
E []
)(1z y x x E σσνσε+-= [])(11322σσνσε+-=E []
)(1
x z y y E σσνσε+-=
[])(12133σσνσε+-=E []
)(1
y x z z E σσνσε+-=
*适用条件:各向同性材料;材料服从虎克定律
(4)常用的二向应力状态
1.纯剪切应力状态:
τσ=1 ,02=σ,τσ-=3
2.一种常见的二向应力状态:
22
3122τσσ
σ+⎪⎭
⎫
⎝⎛±=
2
234τσσ+=r x
σ
2243τσσ+=r
五、强度理论
破坏形式
脆性断裂
塑性断裂
强度理论 第一强度理论 (最大拉应力理
论)
莫尔强度理
论
第三强度理论(最大剪应力理
论)
第四强度理论(形状改变比能理论) 破坏主要因素 单元体内的最大拉
应力 单元体内的最大
剪应力 单元体内的改变比
能 破坏条件 b σσ=1 s ττ=max fs f u u =
强度条件 []σσ≤1
[]σσσ≤-31 适用条件
脆性材料
脆性材料
塑性材料
塑性材料
*相当应力:r σ
11σσ=r ,313σσσ-=r ,()()()][2
12
132322214σσσσσσσ-+-+-=
r 六、材料的力学性质
脆性材料 <5% 塑性材料
≥5%
低碳钢四阶段: (1)弹性阶段 (2)屈服阶段 (3)强化阶段 (4)局部收缩阶段 强度指标 σσb s ,
塑性指标 δψ, E tg ==ε
σ
α
拉
压
扭
b
σs
σα
e σρ
σε
σ
低碳钢
断口垂直轴线 剪断
τs τb 铸铁
拉断 断口垂直轴线
b σ 剪断
拉断
断口与轴夹角45ºτb
七.组合变形
类型 斜弯曲
拉(压)弯
弯扭 弯扭拉(压)
简 图
公
式
)sin cos (y Z I z I y M ϕϕσ+=
W
M A P ±
±=σ
][42
2
3στσσ≤+=r ][32
2
4στσσ≤+=r
]
[4)(22
3στσσσ≤++=N M r ]
[3)(22
4στσσσ≤++=N M r
强
度 条 件 )sin cos (max max y Z W W M ϕ
ϕσ+=][σ≤ W
M A P m ax m ax m ax ±±=σ][σ≤ 圆截面
][2
23σσ≤+=
Z
W T M r
]
[75.02
24σσ≤+=
Z
W T M r
22)(4)(
3t
Z W T A N W M r ++=σ][σ≤
22)(4)(
4t
Z W T A N W M r ++=σ][σ≤
中 性 轴
ϕαtg I I Z y tg y Z -== y Z y Z e i Ae I y 2*-=-= 八、压杆稳定
欧拉公式:2
min
2)
(l EI P cr μπ=
,2
2λ
πσE cr =
,应用范围:线弹性范围,
cr
<
p
,>
p
柔度:i
ul
=
λ;ρ
ρσπ
λE
=;b
a s σλ-=
0,
柔度是一个与杆件长度、约束、截面尺寸、
形状有关的数据,λ↑P cr ↓σcr ↓
45
45º 中性轴
Z α ϕ
M p
滑移线与轴线45,剪
只有s ,无
σ
2
2λπσE cr =
cr=a-b
>
p
——大柔度杆:2
2λπσE cr = o
<<
p
——中柔度杆:
cr=
a-b
<
——小柔度杆:
cr =
s
稳定校核:安全系数法:w I cr n P P n ≥=,折减系数法:][σϕσ≤=A
P
提高杆件稳定性的措施有:
1、减少长度
2、选择合理截面
3、加强约束
4、合理选择材料
九、交变应力
金属疲劳破坏特点:
应力特征:破坏应力小于静荷强度; 断裂特征:断裂前无显著塑性变形; 断口特征:断口成光滑区和粗糙区。
循环特征 σσm ax
m in =r ;
平均应力 2
min max σσσ+
=m ;
应力幅度2
min max σσσα-
=
材料疲劳极限:材料经无限次应力循环而不发生疲劳破坏的应力极限值——N=107:1-σ 条件疲劳极限:(有色金属)无水平渐近线:N=(5-7)
107对应的1-σ
构件疲劳极限:考虑各种因素 δβεσσ
σ
101--=
k ; ττ
β
εττ101--=k 影响构件疲劳极限因素:应力集中;尺寸;表面质量。
影响材料疲劳极限因素:循环特性;变形形式;材料。
提高构件疲劳强度的主要措施:减缓应力集中;提高表面光洁度;增强表面强度。
如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!
临界应力。