材料力学第一章 引论

( Basic concepts of force, stress, strain, and
displacement)
一、外力（external force)
体积力 （body force)
1. 按作用方式分
集中力(concen) 分布力(distributed force)
一、任务 (task)
材料力学是研究构件承载能力的一门学科。
承载能力 (carrying capacity )
强度（strength)
刚度（stiffness)
稳定性（stability)
1.强度（strength) 构件抵抗破坏的能力
2.刚度
构件抵抗变形的能力.
(stiffness):
3.稳定性（stability):构件保持原有平衡状态的能力
第一章 绪 论 (Preface)
引言(Introduction)
§1-1 材料力学的任务及研究对象(The tasks and research objects of
mechanics §o1f-2m变a形te固ri体al的s)基本假设(The basic
assumptions of deformable body )
大量中、外力学专家为力学的发展 作出了突出的贡献，这里只简单介绍部 分力学专家.
达芬奇说：“力学是数学的乐园，因为我
达 芬
们在这里获得了数学的果实.”
奇
伽
利
伽利略创建了材料力学
略
§1-1 材料力学的任务及研究对象 The tasks and research objects of mechanics of materials
① 截开
在所求内力的截面处，假想

变形前 变形不协调
变形不协调 .变形协调一致
§1-4 工程结构与构件
根据几何形状以及各个方向上尺度的差异，弹性体 大致可分为杆、板、壳、体四大类。
§1-5 杆件受力与变形的的几种形式
内容 种类
外力特点
变形特点
轴向拉伸 及 压缩
Axial Tension
剪切 Shear
扭转 Torsion
平面弯曲 Bending
符合假设1、2、3的构件称为理想变形体，符合小变形假设 的理想变形体称为理想弹性体，这就是材料力学的研究对象。
外力
外力是外部物体对构件的作用力，包括外加载荷和约 束反力。
➢按外力的作用方式分为：体积力和表面力 ➢按外力的性质分为：静载荷和动载荷
§1-3 弹性体受力与变形特征
内力： 弹性体受力后，由于
强 稳刚 度 定度
问 题
自行车结构也有强度、 刚度和稳定问题
空间站和航天器
兵 器 工 业 飞 机 与 导 弹
强度 刚度 稳定问题
南京长江大桥
上海南浦大桥
澳门桥
§1-2 变形体及其理想化
在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固 体。材料力学中通常对其作下列假设 ：
一、连续性假设：物质密实地充满物体所在空间，毫无空隙。
材料力学研究方法
根据材料力学的研究任务，其研究方法是 理论研究和实验分析想结合的方法，缺一不可。
1、强度：
构 件 的 抗 破 坏 能 力
2、刚度：构件的抗变形能力。
强 度
和 刚 度
工程构件的强度、刚度问题
3 稳定性 构件保持原有平衡状态的能力
工程结构的强度、 刚度和稳定问题
对构 件的 基本 要求

§１.３ 外力及其分类 ３ 一、外力 周围物体对构件的作用。 周围物体对构件的作用。 二、外力分类 按作用方式划分： １．按作用方式划分： 集中力 表面力 外力 线分布力 面分布力 体积力（ 重力，惯性力） 体积力（如：重力，惯性力）
2．按作用趋势划分： ．按作用趋势划分： 静载荷 主动力， 主动力，又称为载荷 动载荷 外力 约束力
∑ 由：
Fy = 0, F − FN = 0
o
∑M
= 0, Fa− M = 0
FN = F 得：
M = Fa
三、应力(stress) 应力 1 . 定义 截面内某一点处分布内力的集度称为该点的应力。 定义: 截面内某一点处分布内力的集度称为该点的应力。 2 . 定义式： 定义式：
∆F 平均应力： 平均应力： pm = ∆A
§1.6 杆件变形的基本形式
一、杆件(bar)的概念 杆件 的概念 1. 构件类型： 构件类型： 杆： 板： 壳： 块：
2. 杆件的两个要素： 杆件的两个要素： 轴线 3. 杆件分类： 杆件分类： 横截面 等截面直杆，变截面直杆，等截面曲杆，变截面曲杆。 等截面直杆，变截面直杆，等截面曲杆，变截面曲杆。 吊车图
MN → 0
M ′N ′ − MN ∆s = lim MN MN → 0 ∆ x
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
γ = lim
ML →0
π − ∠L′M ′N ′ MN →0 2
三、小变形问题的计算 1. 特点： 特点： 位移、变形和应变都是微小量。 位移、变形和应变都是微小量。 2. 采用简化计算： 采用简化计算： 原始尺寸法。 如：原始尺寸法。
∆F lim lim 应力： 应力： p = ∆A→0 pm = ∆A→0 ∆A

各向同性与各向异性
灰口铸铁的 显微组织
弹性体模型的理想化
球墨铸铁的 显微组织
均匀连续问题
各向同性与各向异性
普通钢材的 显微组织 各向同性与各向异性 弹性体模型的理想化 均匀连续问题
弹性体模型的理想化
03
优质钢材的 显微组织
各向同性与各向异性
均匀连续问题
弹性体模型的理想化
01
03
均匀连续问题
材料力学(I)
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第1章 引 论
弹性体模型的理想化
弹性体受力与变形特点
工程构件的强度、刚度 和稳定问题
工程设计程序
结论与讨论
工程构件受力模型
第1章 引 论
弹性体模型的理想化
第1章 引 论
弹性体模型的理想化
弹性体模型的理想化
均匀连续问题
结论与讨论
请判断下列 简化在什么情形 下是正确的，什 么情形下是不正 确的：
1－1
1－3
1－5 1－6
本 章 作 业
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工程构件的强度、刚度和稳定问题
稳定问题
稳定问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题
稳定问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题
刚度
强度
稳定问题
稳定问题 强度 刚度 工程构件的强度、 刚度和稳定问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题
强度
稳定问题
刚度
工程构件的强度、刚度和稳定问题
刚度问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题
刚度问题 工程构件的 强度、刚度和 稳定问题
工程构件的强度、刚度和稳定问题