工程力学 第四章 材料力学概述 课程复习

材料力学1.何谓应力？答：在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力。

同截面垂直的称为正应力或法向应力，同截面相切的称为剪应力或切应力。

2.何谓正应力与切应力？答：正应力就是垂直于截面的应力，对应的正应变是垂直于截面单位长度的该变量。

切应力时平行于截面的应力，对应的切应变是平行于截面单位长度的改变量。

3.何谓轴力？答：一根杆左右两端分别受一个F的力，那么它是是平衡的，那么它的任何一个部位都是平衡的，假设将一根杆用截面法切开，必有一个内力让切开的部分保持平衡，这个轴向的内力就是轴力，用FN表示，轴力或为拉力，或为压力，规定拉力为正，压力为负，这里的压力和拉力都是以研究对象为参考系的，具体情况需要具体分析，如图所示：4.何谓扭转？答：构件为直杆，并在垂直于杆件轴线的平面内作用有力偶，杆件各横截面绕轴线作相对旋转，这种以横截面绕轴线做相对旋转的变形形式称为扭转。

（说白了就是拧）5.什么是扭矩？答：一根杆受到一对力偶作用产生了扭转，如果用截面法将杆件切开，那么在截面处必将产生一个扭力偶使杆件保持原先的状态，这个扭力偶就叫做扭矩，用T表示。

6.何谓剪力？：梁在受垂直向上或者向下的外力的情况下，如果利用截面法将梁切开，截面上会产生一个竖直方向的力，使切开的部分保持平衡，这个竖直方向的力就叫做剪力，用Fs表示。

7.何谓弯矩？：弯矩是受力构件截面上的内力矩的一种，即垂直于横截面的内力系的合力偶矩。

其大小为该截面截取的构件部分上所有外力对该截面形心矩的代数和。

8.作用力与反作用力中的两个力和二力平衡原理中的两个力有何异同？两种情况共同点：两力等值、反向、共线。

不同点：前者，作用于不同物体。

后者，两力作用于同一物体。

9.理想约束有哪几种？理想约束主要包括：柔索约束、光滑接触面约束、光滑圆柱铰链约束、辊轴铰链约束、光滑球形铰链约束、轴承约束等。

10.什么是二力构件？其上的力有何特点？二力构件指两点受力，不计自重，处于平衡状态的构件。

第四章材料力学概述4．2．1 关于弹性体理想化的基本假定1．各向同性与各向异性弹性体弹性体在所有方向上均具有相同的物理和力学性能，称为各向同性，这类弹性体称为各向同性弹性体。

弹性体若在不同方向上具有不同的物理和力学性能，则称为各向异性，这类弹性体称为各向异性弹性体。

实际物体属于哪一类弹性体，取决于组成物体的材料。

大多数工程材料虽然微观上不是各向同性的，例如金属材料，其单个晶粒呈结晶各向异性，但当它们形成多晶聚集体的金属时，呈随机取向，因而在宏观上表现为各向同性。

2．各向同性弹性体的均匀连续性实际材料的微观结构并不是处处都是均匀连续的，但是，当所考察的物体几何尺度足够大，而且所考察的物体上的点都是宏观尺度上的点时，则可以认为所考察的物体的全部体积内，材料在各处是均匀、连续分布的。

这实际上是一种理想化的情形，称为均匀连续性假定。

根据这一假定，物体内因受力和变形而产生的内力和位移都将是连续的，因而可以表示为各点坐标的连续函数，从而有利于建立相应的数学模型。

4．2．2 弹性体的受力与变形特点由于整体平衡的要求，假想用一截面截开弹性体的每一部分也必须是平衡的。

因此，作用在每一部分上的外力必须与截面上分布的内力相平衡，形成平衡力系。

这是弹性体受力、变形的第一个特征。

这表明，弹性体由变形引起的内力不能是任意的。

在外力作用下，弹性体的变形应使弹性体各相邻部分既不能断开，也不能发生重叠的现象。

图4—1中显示了从一弹性体中取出的两相邻部分的变形前和三种变形状况，其中图4—1(a)为变形前的情形；图(b)和(c)所示的两种变形是不协调的，所以是不正确的；只有图(d)中所示的变形是协调的，因而是正确的。

这表明，弹性体受力后发生的变形也不是任意的，而必须满足协调一致的要求。

这是弹性体受力、变形的第二个特征。

此外，弹性体受力后发生的变形还与物性有关，这表明，受力与变形之间存在确定的关系，称为物性关系。

4．2．3 关于刚体静力学模型与材料力学模型所有工程结构的构件，实际上都是可变形的弹性体，当变形很小时，变形对物体运动效应的影响甚小，因而在研究运动和平衡问题时一般可将变形略去，从而将弹性体抽象为刚体。