材料力学性能 绪论
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一、基本概念1 材料力学的任务是:研究构件的强度、刚度、稳定性的问题,解决安全与经济的矛盾。
2 强度:构件抵抗破坏的能力。
3 刚度:构件抵抗变形的能力。
4 稳定性:构件保持初始直线平衡形式的能力。
5 连续均匀假设:构件内均匀地充满物质。
6 各项同性假设:各个方向力学性质相同。
7 内力:以某个截面为分界,构件一部分与另一部分的相互作用力。
8 截面法:计算内力的方法,共四个步骤:截、留、代、平。
9 应力:在某面积上,内力分布的集度(或单位面积的内力值)、单位Pa。
10 正应力:垂直于截面的应力(σ)11 剪应力:平行于截面的应力()12 弹性变形:去掉外力后,能够恢复的那部分变形。
13 塑性变形:去掉外力后,不能够恢复的那部分变形。
14 四种基本变形:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
二、拉压变形15 当外力的作用线与构件轴线重合时产生拉压变形。
16 轴力:拉压变形时产生的内力。
17 计算某个截面上轴力的方法是:某个截面上轴力的大小等于该截面的一侧各个轴向外力的代数和,其中离开该截面的外力取正。
18 画轴力图的步骤是:①画水平线,为X轴,代表各截面位置;②以外力的作用点为界,将轴线分段;③计算各段上的轴力;④在水平线上画出对应的轴力值。
(包括正负和单位)19 平面假设:变形后横截面仍保持在一个平面上。
20 拉(压)时横截面的应力是正应力,σ=N/A21 斜截面上的正应力:σα=σcos²α22 斜截面上的切应力:α=σSin2α/223 胡克定律:杆件的变形时与其轴力和长度成正比,与其截面面积成反比,计算式△L=NL/EA(适用范围σ≤σp)24 胡克定律的微观表达式是σ=Eε。
25 弹性模量(E)代表材料抵抗变形的能力(单位Pa)。
26 应变:变形量与原长度的比值ε=△L/L(无单位),表示变形的程度。
27 泊松比(横向变形与轴向变形之比)μ=∣ε1/ε∣28 钢(塑)材拉伸试验的四个过程:比例阶段、屈服阶段、强化阶段、劲缩阶段。
材料力学第1章绪论1.1材料力学的任务构件应满足以下基本要求:强度,刚度,稳定性要求1.2材料力学的基本假设连续性,均匀性,各向同性假设1.3杆件的基本变形形式拉伸或压缩,剪切,扭转,弯曲1.4内力一截面法1.5应力平均应力-p:应力p:应力,切应力,正应力:1.6应变1.棱边长度的改变(原长为△x,变形后成为△x+△u)该点处沿x方向的线应变:2.棱边间夹角的改变切应变:y。
切应变的单位为rad第2章拉伸压缩与剪切2.1拉压杆的内力及应力2.1.1轴力、轴力图Fn=FFn即为横截面n—n上的内力。
由于F的作用线与杆轴线重合,故称为轴力。
规定拉伸的轴力为正,压缩为负。
2.1.2轴力图2.1.3拉压杆横截面上的应力轴向载荷作用下杆件是否破坏,不仅与轴力的大小有关,还与横截面面积有关。
正应力:。
拉应力为正,压应力为负。
2.1.4斜截面上的应力斜面上的全应力Pa:将全应力Pa分解为沿斜面法向的正应力和沿切向的切应力思考:a=0/45/90°时,正应力,切应力大小2.2拉压杆的变形2.2.1 轴向与横向变形轴向线应变为:。
以伸长为正,缩短为负。
横向线应变为:。
正负号与轴向线应变相反。
材料的泊松比u(量纲一):2.2.2 拉压胡克定律当应力o未超过某一极限值时,拉压杆的轴向变形与外力F及杆的原长l 成正比,与横截面面积A成反比。
引进比例常数E,则有胡克定律公式:E为材料的弹性模量,其量纲为ML^-1T^-2。
EA反映了杆件抵抗拉压变形的能力,称为杆件的抗拉(压)刚度。
由Fn/A=正应力,△l/l=线应力,故。
(在弹性范围内,正应力与线应变成正比。
)2.3金属拉压时的力学性能2.3.1低碳钢拉伸时的力学性质1.在拉伸过程中,标距l的伸长量与试件所受载荷F之间的关系曲线F—△l 称为拉伸曲线。
工程应力:将纵坐标值F除以原始的横截面面积A,即为正应力=F/A工程应变:将横坐标值除以原始的标距长度l,即为线应变=△l /l将拉伸曲线F—△l变为应力应变曲线(消除试件尺寸的影响)(1)弹性阶段Ob:弹性阶段的应力最高限称为材料的弹性极限(用符号6e表示)。