_ 轴向拉伸、压缩和剪切
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材料力学知识点总结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,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有着至关重要的作用。
以下是对材料力学主要知识点的总结。
一、基本概念1、外力:作用在物体上的力,包括载荷和约束力。
2、内力:物体内部各部分之间相互作用的力。
3、应力:单位面积上的内力。
4、应变:物体在受力时发生的相对变形。
二、轴向拉伸与压缩1、轴力:杆件沿轴线方向的内力。
轴力的计算通过截面法,即假想地将杆件沿某一截面切开,取其中一部分为研究对象,根据平衡条件求出截面处的内力。
2、拉压杆的应力正应力计算公式为:σ = N / A,其中 N 为轴力,A 为横截面面积。
应力在横截面上均匀分布。
3、拉压杆的变形纵向变形:Δl = Nl / EA,其中 E 为弹性模量,l 为杆件长度。
横向变形:Δd =μΔl,μ 为泊松比。
三、剪切与挤压1、剪切:在一对相距很近、大小相等、方向相反的横向外力作用下,杆件的横截面沿外力作用方向发生相对错动的变形。
2、剪切力:平行于横截面的内力。
3、切应力:τ = Q / A,Q 为剪切力,A 为剪切面面积。
4、挤压:连接件在接触面上相互压紧的现象。
5、挤压应力:σbs = Pbs / Abs,Pbs 为挤压力,Abs 为挤压面面积。
四、扭转1、扭矩:杆件受扭时,横截面上的内力偶矩。
扭矩的计算同样使用截面法。
2、圆轴扭转时的应力横截面上的切应力沿半径线性分布,最大切应力在圆周处,计算公式为:τmax = T / Wp,T 为扭矩,Wp 为抗扭截面系数。
3、圆轴扭转时的变形扭转角:φ = TL / GIp,G 为剪切模量,Ip 为极惯性矩。
五、弯曲内力1、平面弯曲:梁在垂直于轴线的平面内发生弯曲变形,且外力和外力偶都作用在该平面内。
2、剪力和弯矩剪力:梁横截面上切向分布内力的合力。
弯矩:梁横截面上法向分布内力的合力偶矩。