工程力学 强度理论42页PPT

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1 3 max 13 2
第三强度理论 建立的强度条件
1 3 s
1 3 [ ]
4、形状改变比能理论（第四强度理论） 这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破 坏的主要因素。即无论什么应力状态，只要构件内 一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限 值，材料就要发生屈服破坏。经推导可得危险点处 于复杂应力状态的构件发生塑性屈服破坏的条件为
二、四种强度理论 1、最大拉应力理论（第一强度理论） 该理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最 大拉压力。即无论什么应力状态下，只要构件内一 点处的最大拉压力达到单向应力状态下的极限应力， 材料就要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力 状态的构件发生脆性断裂破坏的条件为：
1 b
第一强度理论 建立的强度条件
1 b / E 1 1 [1 ( 2 3 )] E
第二强度理论 建立的强度条件
1 ( 2 3 ) b
1 ( 2 3 ) [ ]
3、最大切应力理论（第三强度理论） 这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因 素。即无论什么应力状态，只要最大切应力达到单 向应力状态下的极限切应力，材料就要发生屈服破 坏。于是危险点处于复杂应力状态的构件发生塑性 屈服破坏的条件为：
纵截面上的正应力
2）确定主应力 因t <<D，p 值比 和 小得多，工程计算常忽略。
pD 150106 Pa 2t
1 150MPa 2 75MPa 3 0
3）按照形状改变比能理论校核强度
r 4 1 2 2 3 3 1
2 1 2 2 2 3

t y y
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工 程 力 学 电 子 教 案
第十一章 应力状态及强度理论
需要注意的是，图中所示单元体顶,底面上的切应力y
按规定为负值，但在根据图d中的体元列出上述平衡方程
时已考虑了它的实际指向，故方程中的y仅指其值。也正 因为如此，此处切应力互等定理的形式应是x=y。 由以上两个平衡方程并利用切应力互等定理可得到以
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工 程 力 学 电 子 教 案
第十一章 应Leabharlann 状态及强度理论1. 单轴应力状态——受力物体内一点处取出的单元体， 其三对相互垂直平面上只有一对平面上有应力的情况。
F

F
90


90


0
0
0 cos2

0
2
sin 2
6
工 程 力 学 电 子 教 案
2为参变量的求 斜截面上应力，的公式：


x y x y
2
2

2
cos 2 x sin 2
x y
sin 2 x cos 2
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工 程 力 学 电 子 教 案
第十一章 应力状态及强度理论
Ⅱ. 应力圆 为便于求得， ，也为了便于直观地了解平面应力
算公式中以2 为参变量这个前提。
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工 程 力 学 电 子 教 案
第十一章 应力状态及强度理论
利用应力圆求 斜截面(图a)上的应力，时，只
需将应力圆圆周上表示x截面上的应力的点D1所对应的半
径 C D1 按方位角的转向转动2角，得到半径 C E ，那 么圆周上E点的座标便代表了单元体斜截面上的应力。 现证明如下(参照图b)：

机器人的动力学分析
机器人需要精确控制其运动状态，通过动力学分析可以优化其运动性能和操作精度。
05
工程实际应用
工程实际中力学的重要性
确保建筑安全
工程力学对于建筑物的设计、施工和结构安全至关重要，它确保 建筑物在各种环境条件下保持稳定和安全。
优化结构成本
通过合理应用工程力学，可以优化结构设计，降低材料成本和施 工成本，提高建筑的经济效益。
04
动力学分析
动力学分析的基本原理
动静力学平衡原理
物体在力的作用下，其运动状态会发生改变，但整体 上仍保持平衡状态。
牛顿运动定律
物体在力的作用下，其加速度与作用力成正比，与物 体质量成反比。
动能定理和势能定理
动能和势能是描述物体运动状态的两种基本方式，动 能定理和势能定理分别描述了它们的变化规律。
机械设计
在机械设计中，工程力学被用于分析机器部件的受力情况、疲劳寿命 和稳定性，以确保机器的安全运行。
工程实际中力学的未来发展趋势
新材料与新工艺
随着新材料和新工艺的发展 ，工程力学将更加注重研究 材料和工艺的本质性能和最 佳组合方式，以实现更高效
、更经济的结构设计。
数值模拟与智能化
随着计算机技术和数值模拟 技术的发展，工程力学将更 加注重通过数值模拟来预测 结构和系统的性能，实现智
动量方程
力等于动量变化率。
能量方程
力等于能量变化率。
03
材料力学
材料力学的基本概念
要点一
材料力学的发展历史
材料力学作为工程力学的一个分支， 有着长久的发展历史，最早可以追溯 到16世纪，而到了19世纪，材料力学 已经发展成为一门独立的学科。
要点二
材料力学的定义

按照实验步骤进行操作，记录实验数据，并 注意观察实验现象。
数据处理
对实验数据进行处理和分析，得出实验结果 。
实验总结
对实验结果进行总结和评价，得出结论，并 撰写实验报告。
工程力学实验的案例分析
拉伸实验
通过拉伸实验，测量材料的弹性模量和泊松比等参数，分析材料 的力学性能。
压缩实验
通过压缩实验，测量材料的抗压强度和泊松比等参数，分析材料 的力学性能。
古代工程力学
经典力学
古代工匠在实践中积累了丰富的经验，如 埃及金字塔、中国的长城等建筑的设计和 施工。
17世纪牛顿等科学家建立了经典力学理论 体系，为工程力学的发展奠定了基础。
近代工程力学
现代工程力学
随着科技的发展，材料科学、计算机技术 等与工程力学的结合，形成了多个分支领 域，如结构力学、弹性力学等。
力的合成与分解
总结词
力的合成与分解的方法
详细描述
力的平行四边形法则、力的分解方法（按正交分解和斜交分解）、力的合成与分解的应用实例
摩擦力与摩擦定律
总结词
摩擦力的概念与摩擦定律
详细描述
摩擦力的定义、静摩擦力与滑动摩擦力的区分、摩擦定律的表述、摩擦力计算公式及实 例分析
03
动力学基础
质点和刚体的运动
静止或匀速直线运动的物体不受外力作用时，保 持其状态不变。
第二定律
物体加速度的大小与作用力成正比，与物体的质 量成反比。
第三定律
作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在 同一条直线上。
刚体的动力学方程
动力学方程
根据牛顿第二定律，描述刚体运动状 态变化的数学方程。
刚体的转动动力学方程
描述刚体转动状态变化的数学方程， 涉及到转动惯量、角速度和力矩等概 念。