第四构件基本变形的分析
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第一章绪论第一节材料力学的任务与研究对象一、材料力学的任务1.研究构件的强度、刚度和稳定度载荷:物体所受的主动外力约束力:物体所受的被动外力强度:指构件抵抗破坏的能力刚度:指构件抵抗变形的能力稳定性:指构件保持其原有平衡状态的能力2.研究材料的力学性能二、材料力学的研究对象根据几何形状以及各个方向上尺寸的差异,弹性体大致可以分为杆、板、壳、体四大类。
1.杆:一个方向的尺寸远大于其他两个方向的尺寸的弹性体。
轴线:杆的各截面形心的连线称为杆的轴线;轴线为直线的杆称为直杆;轴线为曲线的杆称为曲杆。
按各截面面积相等与否,杆又分为等截面杆和变截面杆。
2.板:一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸,且各处曲率均为零,这种弹性体称为板3.壳:一个方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸,且至少有一个方向的曲率不为零,这种弹性体称为板4.体:三个方向上具有相同量级的尺寸,这种弹性体称为体。
第二节变形固体的基本假设一、变形固体的变形1.变形固体:材料力学研究的构件在外力作用下会产生变形,制造构件的材料称为变形固体。
(所谓变形,是指在外力作用下构建几何形状和尺寸的改变。
)2.变形弹性变形:作用在变形固体上的外力去掉后可以消失的变形。
塑性变形:作用在变形固体上的外力去掉后不可以消失的变形。
又称残余变形。
二、基本假设材料力学在研究变形固体时,为了建立简化模型,忽略了对研究主体影响不大的次要原因,保留了主体的基本性质,对变形固体做出几个假设:连续均匀性假设认为物体在其整个体积内毫无间隙地充满物质,各点处的力学性质是完全相同的。
各向同性假设任何物体沿各个方向的力学性质是相同的小变形假设认为研究的构件几何形状和尺寸的该变量与原始尺寸相比是非常小的。
第三节 构件的外力与杆件变形的基本形式一、构件的外力及其分类1.按照外力在构件表面的分布情况:度,可将其简化为一点分布范围远小于杆的长集中力:一范围的力连续分布在构件表面某分布力: 二、杆件变形的基本形式杆件在各种不同的外力作用方式下将发生各种各样的变形,但基本变形有四种:轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
杆件的四种基本变形杆件变形的基本形式有四种,分别是拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
根据材料力学的内容,长度远大于截面尺寸的构件称为杆件,杆件的受力有各种情况,相应的变形就有各种形式。
1、拉伸或压缩这类变形就是由大小成正比方向恰好相反,力的促进作用线与杆件轴线重合的一对力引发的。
在变形上整体表现为杆件长度的弯曲或延长。
横截面上的内力称作轴力。
横截面上的形变原产为沿着轴线逆向的也已形变。
整个横截面形变对数成正比。
2、剪切这类变形就是由大小成正比、方向恰好相反、力的促进作用线相互平行的力引发的。
在变形上整体表现为受剪杆件的两部分沿外力作用方向出现相对错动。
横截面上的内力称作剪力。
横截面上的形变原产为沿着杆件横截面平面内的的乌形变。
整个横截面形变对数成正比。
3、扭转这类变形就是由大小成正比、方向恰好相反、促进作用面都旋转轴杆轴的两个力偶引发的。
整体表现为杆件上的任一两个横截面出现拖轴线的相对旋转。
横截面上的内力称作扭矩。
横截面上的形变原产为沿着杆件横截面平面内的的乌形变。
越紧邻横截面边缘,形变越大。
4、弯曲这类变形由旋转轴杆件轴线的纵向力,或由涵盖杆件轴线在内的横向平面内的一对大小成正比、方向恰好相反的力偶引发,整体表现为杆件轴线由直线变为曲线。
横截面上的内力称作弯矩和剪力。
在旋转轴轴线的横截面上,弯矩产生旋转轴横截面的也已形变,剪力产生平行于横截面的乌形变。
另外,受弯构件的内力有可能只有弯矩,没剪力,这时称作氢铵抠构件。
越紧邻构件横截面边缘,弯矩产生的也已形变越大。