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材料力学武汉理工大学第一章绪论第一节材料力学的任务 1、组成机械与结构的各组成部分,统称为构件。 2、保证构件正常或安全工作的基本要求:a)强度,即抵抗破坏的能力;b)刚度,即抵抗变形的能力;c)稳定性,即保持原有平衡状态的能力。 3、材料力学的任务:研究构件在外力作用下的变形与破坏的规律,为合理设计构件提供强度、刚度和稳定性分析的基本理论与计算方法。第二节材料力学的基本假设 1、连续性假设:材料无空隙地充满整个构件。 2、均匀性假设:构件内每一处的力学性能都相同 3、各向同性假设:构件某一处材料沿各个方向的力学性能相同。木材是各向异性材料。第三节内力 1、内力:构件内部各部分之间因受力后变形而引起的相互作用力。 2、截面法:用假想的截面把构件分成两部分,以显示并确定内力的方法。 3、截面法求内力的步骤:①用假想截面将杆件切开,一分为二;②取一部分,得到分离体;③对分离体建立平衡方程,求得内力。 4、内力的分类:轴力FN;剪力FS;扭矩T;弯矩M 第四节应力 1、一点的应力:一点处内力的集度。全应力p?lim?F;正应力σ;切应力τ;p??A?0?A 2、应力单位:Pa 第五节变形与应变 1、变形:构件尺寸与形状的变化称为变形。除特别声明的以外,材料力学所研究的对象均为变形体。 2、弹性变形:外力解除后能消失的变形成为弹性变形。 3、塑性变形:外力解除后不能消失的变形,称为塑性变形或残余变形。 4、小变形条件:材料力学研究的问题限于小变形的情况,其变形和位移远小于构件的最小尺寸。对构件进行受力分析时可忽略其变形。 5、线应变:??。线应变是无量纲量,在同一点不同方向线应变一般不同。l 6、切应变:??tan?。切应变为无量纲量,切应变单位为rad。第六节杆件变形的基本形式 1、材料力学的研究对象:等截面直杆。 2、杆件变形的基本形式:拉伸、扭转、弯曲第二章拉伸、压缩与剪切第一节轴向拉伸的特点 1、受力特点:外力合力的作用线与杆件轴线重合。 2、变形特点:沿杆件的轴线伸长和缩短。第二节拉压杆的内力和应力 1、内力:拉压时杆横截面上的为轴力FN。 2、轴力正负号规定:拉为正、压为负。 3、轴力图三个要求:上下对齐,标出大小,标出正负。 F4、横截面上应力:应力在横截面上均匀分布?N?A 第三节材料拉伸和压缩时的力学性能 1、低碳钢拉伸时的应力–应变曲线: 低碳钢拉伸应力-应变曲线 2、低碳钢拉伸时经过的四个阶段:弹性阶段,屈服阶段,强化阶段,局部变形阶段。 3、胡克定律:应力小于比例极限?p时,应力与应变成正比,材料服从胡克定律:??E?,E为弹性模量,是材料常数,单位与应力相同。钢的弹性模量E=210GPa。 4、低碳钢拉伸时四个强度指标:弹性极限?e;比例极限?p;屈服极限?s;强度极限?b。 5、低碳钢拉伸时两个塑性指标:伸长率:???l0A?A1?100%;?100%断面收缩率??lA 6、材料分类:?<5%为脆性材料,?≥5%为塑性材料。 7、卸载定律和冷作硬化:在卸载过程中,应力和应变按直线规律变化。预加塑性变形使材料的比例极限或弹性极限提高,但塑性变形和延伸率有所降低。 8、名义屈服极限?:对于没有明显屈服阶段的材料,工程上常以卸载后产生残余应变为%的应力作为屈服强度,称为名义屈服极限? 9、材料压缩时的力学性能:塑性材料的拉压性能相同。脆