材料力学(杜云海)主编第一章课件_PPT课件

《材料力学电子教案》PPT课件第一章：材料力学概述1.1 课程介绍解释材料力学的定义和研究对象强调材料力学在工程领域的重要性概述课程目标和内容安排1.2 材料的力学性能介绍弹性模量、泊松比、屈服强度等基本力学性能参数解释材料分类及其应用场景第二章：拉伸和压缩2.1 拉伸试验介绍拉伸试验的基本原理和设备分析应力、应变、应变速率等参数的关系绘制应力-应变曲线和泊松比的概念2.2 压缩试验介绍压缩试验的基本原理和设备分析应力、应变、应变速率等参数的关系讨论脆性破坏和韧性破坏的特点第三章：弯曲3.1 弯曲试验介绍弯曲试验的基本原理和设备分析弯曲应力、弯曲应变等参数的关系绘制弯曲应力-应变曲线和弯曲强度的概念3.2 纯弯曲和组合弯曲解释纯弯曲和组合弯曲的概念分析纯弯曲和组合弯曲的应力分布和强度计算方法第四章：剪切4.1 剪切试验介绍剪切试验的基本原理和设备分析剪切应力、剪切应变等参数的关系绘制剪切应力-应变曲线和剪切强度concepts 4.2 剪切变形和剪切强度解释剪切变形和剪切强度的概念分析剪切变形和剪切强度的计算方法第五章：扭转5.1 扭转试验介绍扭转试验的基本原理和设备分析扭转应力、扭转应变等参数的关系绘制扭转应力-应变曲线和扭转强度concepts 5.2 扭转破坏和扭转刚度解释扭转破坏和扭转刚度的概念分析扭转破坏和扭转刚度的计算方法第六章：材料力学性能的测试方法6.1 拉伸试验详细介绍拉伸试验的设备、操作步骤和数据处理解释拉伸试验中应力、应变、应变速率等参数的测量方法强调实验误差和数据可靠性的重要性6.2 压缩试验详细介绍压缩试验的设备、操作步骤和数据处理解释压缩试验中应力、应变、应变速率等参数的测量方法讨论实验中常见问题和解决方案第七章：疲劳与断裂7.1 疲劳现象介绍疲劳的概念、疲劳载荷的特点和疲劳破坏的形态分析疲劳寿命的影响因素，如应力、应变、温度等引入疲劳强度和疲劳极限的概念7.2 断裂力学基础介绍断裂力学的定义和研究内容解释裂纹的扩展过程和断裂韧性的概念分析影响断裂韧性的因素，如材料性质、裂纹尺寸、加载速率等第八章：材料的高温性能8.1 高温弹性介绍高温弹性现象和高温弹性模量的测试方法分析高温下材料弹性模量的变化规律和影响因素讨论高温弹性对工程结构设计和材料选择的影响8.2 高温强度介绍高温强度概念和高温强度测试方法分析高温下材料强度变化规律和影响因素探讨高温强度对工程结构设计和材料选择的重要性第九章：材料的粘弹性行为9.1 粘弹性基础介绍粘弹性的定义和特点，包括时间依赖性和温度依赖性解释粘弹性材料的应力-应变关系，如Maxwell模型和Kelvin模型分析粘弹性材料的松弛和蠕变现象9.2 粘弹性材料的力学性能测试介绍粘弹性材料力学性能测试方法，如动态力学分析（DMA）和拉伸试验解释测试中关键参数的测量方法和数据处理方法讨论粘弹性材料在工程应用中的优势和局限性第十章：材料力学的实际应用10.1 结构强度分析介绍结构强度分析的基本原理和方法分析实际工程结构中的应力集中和稳定性问题讨论强度计算和安全系数的确定方法10.2 材料选择与设计介绍材料选择的原则和方法分析不同材料在工程应用中的性能比较和适用性探讨材料设计和优化的一般流程重点和难点解析1. 材料力学基本概念和性能参数的理解：学生需要重点关注材料力学的基本概念，如弹性模量、泊松比、屈服强度等，以及这些性能参数的物理意义和应用场景。

换算关系： 1kg/c2m 01.MPa
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§1. 5 变形与应变
1. 位移 MM'
M'
刚性位移；变形位移。
M
2. 变形
物体内任意两点的相对位置发生变化。
取一微正六面体， y
g
单元体。
L'
两种基本变形：
L
线段长度的变化,
x+s
线变形。 o M
x
M' N
N'
x
线段间夹角的变化，2021 角变形。
横截面的大小形状 不变的杆：等截面杆； 否则: 变截面杆。
等截面直杆 等直杆。
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在工程结构中，杆件的基本变形有四种形式。 1. 拉伸或压缩
2. 剪切 P P
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3. 扭转
4. 弯曲
若同时发生几种基本变形，则称为组合变形。
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谢谢大家!
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计算机方法 用计算机和现代计算技术研究材料力学问题。
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5 材料力学与理论力学等课程的关系 与理论力学的关系
理论力学是材料力学的基础。 理论力学的研究模型是刚体； 材料力学的研究模型是变形体。
理论力学中对刚体模型得到的原理和方法， 对材料力学中的变形体是否可用？ 例如：平衡原理与平衡方法；
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两种基本变形：
y
g
线段长度的变化;
L'
线变形。 L 线段间夹角的变化，
角变形。 o M x 3. 应变
x+s
M'
N'
N
x
为了度量变形的程度，引入应变的概念。

___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若：不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。
目录
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§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象
m F4

m
F3
F4

F3
目录
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§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
FS＝F M Fa
目录
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§1.4 内力、截面法和应力的概念
例 1.1 钻床 求：截面m-m上的内力。
解： 用截面m-m将钻床截为两部分，取上半 部分为研究对象，
受力如图：
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
目录
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§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设： 认为物体内的任何部分，其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
目录
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§1.2 变形固体的基本假设
3、各向同性假设： 认为在物体内各个不同方向的力学性能相同
（沿不同方向力学性能不同的材料称为各向异性 材料。如木材、胶合板、纤维增强材料等）
材料力学
目录
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第一章 绪论
§1.1 材料力学的任务 §1.2 变形固体的基本假设 §1.3 外力及其分类 §1.4 内力、截面法及应力的概念 §1.5 变形与应变 §1.6 杆件变形的基本形式
目录

L x A
分析：
VA L ; BD BD

B P C
A BD FN
s
h
max
;
L BD h / sin 。
D
L x
XA
A
YA

FN
B
P
C
解： BD杆轴力 FN ( )： 取AC为研究对象，如图
PL m 0 , ( F sin ) ( h ctg ) Px F A N N m ax h cos
第二章
轴向拉伸、压缩与剪切
§2. 1 轴向拉压的概念及实例
§2. 2 轴力及轴力图
§2. 3 截面上的应力及强度条件
§2.4 §2.5 §2.6 §2.7 §2. 8 拉压杆的变形 胡克定律 拉压杆的弹性应变能 拉压超静定问题及其处理方法 材料在拉伸和压缩时的力学性能 连接件的剪切与挤压强度计算
3 P 4 10 10 s 127 . 4 MPa 2 A3 . 14 0 . 01
最大剪应力为
s / 2 127 . 4 / 2 63 . 7 MPa m ax
o 2
斜截面上的正应力和剪应力为
s s cos a 127 . 4 (cos 30 ) 95 . 5 MPa a
二、 轴力图—— F N (x) 的图象表示。
意 义 ①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观； ②确定出最大轴力的数值 及其所在横截面的位置， 即确定危险截面位置，为
FN
F +
x
强度计算提供依据。
[例1] 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、 P 的力，方向如图，试画出杆的轴力图。 O A PA B PB B PB C PC C PC