第四章 材料力学基础

第四章材料力学基础§4－1材料力学的研究对象§4－2材料力学的任务*知识拓展明确材料力学研究的对象是具有一定承载能力的变形固体。了解杆件变形的四种基本形式。初步建立起构件的强度、刚度和稳定性的概念。了解材料力学的基本任务。第四章材料力学基础一、材料力学的研究模型二、变形固体——构件的变形三、杆件变形的基本形式§4－1材料力学的研究对象一、材料力学的研究模型变形固体——材料力学研究的对象是固体材料构件，在载荷作用下将产生变形，因此也称为变形固体。变形固体的基本形式主要有：杆件板壳块§4－1材料力学的研究对象§4－1材料力学的研究对象§4－1材料力学的研究对象§4－1材料力学的研究对象§4－1材料力学的研究对象等截面直杆——杆件的轴线（各横截面形心的连线）是直线，且各横截面都相等，简称等直杆。本课程的主要研究对象就是等直杆。§4－1材料力学的研究对象二、变形固体——构件的变形弹性变形——外力卸除后杆件变形能完全消除的变形。塑性变形——外力卸除后变形不能完全消除的变形。变形固体的变形§4－1材料力学的研究对象三、杆件变形的基本形式1．轴向拉伸或压缩2．剪切3．扭转4．弯曲§4－1材料力学的研究对象1．轴向拉伸或压缩杆件受到沿轴线方向的拉力或压力作用，杆件变形是沿轴向的伸长或缩短。§4－1材料力学的研究对象2．剪切构件受到大小相等、方向相反且相距很近的两个垂直于构件轴线方向的外力作用，构件在两个外力作用面之间发生相对错动变形。§4－1材料力学的研究对象3．扭转杆件受到一对大小相等、转向相反且作用面与杆件轴线垂直的力偶作用，两力偶作用面间的各横截面将绕轴线产生相对转动。§4－1材料力学的研究对象4．弯曲横向外力作用在包含杆件轴线的纵向对称面内，杆件轴线由直线弯曲成曲线。§4－1材料力学的研究对象一、构件安全性指标1．强度要求强度要求——构件承受载荷作用后不发生破坏（即不发生断裂或塑性变形）时构件应具有的足够的强度。强度——构件抵抗破坏的能力。§4－2材料力学的任务2．刚度要求刚度要求——指构件受载荷作用后不发生过大变形时，构件应具有的足够的刚度。刚度——构件抵抗变形的能力。§4－2材料力学的任务3．稳定性要求稳定性——构件受外力作用时能在原有的几何形状下保持平衡状态的能力。稳定性要求——指构件具有足够的稳定性，以保证在规定的使用条件下不丧失稳定性而破坏。稳定性要求§4－2材料力学的任务研究构件在外力作用下的变形与破坏规律，为设计既经济又安全的构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。§4－2材料力学的任务建筑施工脚手架§4－2材料力学的任务一、变形固体的基本假设1．均匀连续性假设2．各向同性假设3．小变形假设知识拓展二、压杆稳定性知识拓展压杆失稳——细长杆不能维持原有直线平衡状态而发生突然变弯甚至折断的现象，称为压杆失去稳定性。提高压杆稳定性的措施：1．选择合理的截面形状2．减少压杆长度3．改变压杆的约束条件承受轴向压力作用直杆稳定性