chapter8 (2)
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第八章弹性体的应力和应变学时安排:3课时教学目的与要求:1、掌握应力和应变的相互关系、拉伸形变的胡克定律及其适用范围;2、了解杨氏模量、泊松比、剪切模量、固体的弹性形变势能、弹性形变势能密度等概念;3、了解梁的弯曲、杆的扭转的基本知识和结论。
教学重点:弹性体的拉伸和压缩。
教学难点:应力、杨氏模量、剪切模量、泊松比等概念的物理意义。
习题:8.1.2 8.1.3 8.1.6Chapter8 弹性体的应力和应变形变的分类:塑性形变:外力撤消后,形变不完全消失;弹性形变:外力撤消后,形变完全消失,此类物体为弹性体——理想模型;本章的研究范围:各向同性的均匀弹性体的弹性形变,均匀弹性体:体内各点的弹性相同。
各向同性的弹性体:体内各点的弹性与方向无关。
弹性形变的种类:伸长、缩短、切变、扭转、弯曲……; 弹性形变的基本种类:长应变、切应变。
§8—1 弹性体的拉伸和压缩一、外力、内力与应力1.外力:对于给定物体,外界(其它物体)对它的作用力2.内力:物体内部各部分之间的相互作用力。
内力的求法:外力→物体形变→内力,为了研究内力,用一假想的平面S 将物体分为两个部分:则S 面的两侧的相互作用力——内力F ' 、F求内力的方法:隔离体法,S 面的两侧分别为一个隔离体。
物体处于平衡时,列出左侧(或右侧)隔离体的平衡方程式,由外力求内力。
S 面上受力不均匀时,在S 面上任一点(O 点)处取面元S ∆,0n 自受力一侧指向施力物一侧,是S ∆的外法向,S ∆确定了即可确定S ∆的受力(内力)。
3.应力:描述物体内部各点处内力强度的物理量(1)定义:①平均应力:F p S ∆=∆ ②应力:0lim S F p S∆→∆=∆ 物理意义:作用于物体某点处某有向面元的平均应力,当面元0S ∆→时的极限——该无限小有向面元上的应力。
③正应力:p n σ=⋅ σ正应力为p 在无穷小有向面元的外法向上的投影,σ取“+”——有向面元的某一侧受到另一侧的拉力σ取“-”——有向面元的某一侧受到另一侧的压力 ④剪切应力:τ,p 在无穷小有向面元的外法线垂直方向上的投影。