材料力学第一章绪论及基本概念22页.ppt

同学在学习过程中 要积极学习； 不要被动学习； 更不要不去学习。,高层建筑与大型桥梁,桥面结构,桥 墩,桥面结构,1 材料力学的任务,材料力学是研究工程构件在载荷作用下的内效应,确定构件在正常工作条件下承载能力的科学.,第一章 绪论及基本概念,理论力学：,材料力学：,刚体力学；研究构件外力与约束力。,变形体力学；研究内力与变形。,构 件,构件正常工作的条件：,强度：构件抵抗破坏的能力,刚度：构件抵抗弹性变形的能力,稳定性：构件保持原有平衡形式的能力,组成结构物和机械的单个组成部分,足够的强度,足够的刚度,足够的稳定性,不因发生断裂 或塑性变形而失效,不因发生过大的弹性变形而失效,不因发生因平衡形式的突然转变而失效,结 构,建筑物或构筑物中承受外部作用的骨架称为结构.,巨型水泥罐砸扁民工棚,12月17日凌晨1时10分，武汉市梅山水泥厂一辆散装水泥罐车，在对汉口花园17号楼工地水泥罐实施灌装过程中，撞击水泥罐支架，造成水泥罐倒塌，将紧邻的武汉天弓建筑工程有限公司民工食堂和1间民工住宿工棚砸塌（该工棚内共住民工23人）。散落的水泥和瓦砾，造成1人死亡、1人重伤、7人轻 伤。,“肇事”水泥罐高达11米，罐体自重也超过10吨，并装有10吨水泥。事发时，罐体连根拔起，倒地后将一排数十平方米的工棚压成废墟。水泥罐的使用方17号楼施工单位“武汉丰太”公司员工接受警方调查时表示，该钢结构散装水泥罐由“梅山桥亚”公司提供图纸，“武汉丰太”承建底座。警方现场调查时发现，水泥罐的罐体和支座都有被撞的痕迹，一根支架与底座仅有两个焊点，水泥罐的水泥底座仅有30厘米厚。,材料力学的任务：,研究材料及构件在外力作用下所表现的力学性质，为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性分析的理论和方法。,构件受力后，由于塑性屈服引起塑性变形而导致其丧失正常工作能力。试问这种情况是属于强度、刚度、还是稳定性问题？,解答：构件受力后，因塑性屈服引起塑性变形，是构件破坏的一种形式。因此，属于强度问题。刚度问题中的变形，一般是指弹性变形。稳定性问题中的原有平衡形态，是指与所受外力相应的变形形式下的平衡形态。,人类历史有多久，力学的历史就有多久。,“力”是人类对自然的省悟。,2 材料力学与生产实践的关系,经计算,符合现代力学原理.,用竹索做成悬索桥，以充分利用竹材的拉伸强度。,物理和理论力学:,质点:只有质量,没有大小.,刚体:有质量,有大小,但没有变形.,变形体:有质量,有大小,有变形.,质点-刚体-变形体, 人类认识的深化.,运动的一般规律(质点 刚体),3 可变形固体的性质及基本假设,一、连续性假设,内容：认为物体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，其结构是密实的。,二、均匀性假设,内容：认为物体内任一点处取出的体积单元,其力学性质（主要是弹性性质）都是一样的。,无空隙,单元体的力学性质能代表整个物体的力学性能。,有利于建立数学模型,三、材料的各向同性假设,内容：材料沿各个方向的力学性能是相同的。,四、小变形条件,内容：构件在荷载作用下产生的变形与其原始尺寸相比，可以忽略不计，这样的变形为小变形。,FN,AB,FN,AC,3 可变形固体的性质及基本假设,一、连续性假设,内容：认为物体在其整个体积内毫无空隙地充满了物质，其结构是密实的。,二、均匀性假设,内容：认为物体内任一点处取出的体积单元,其力学性质（主要是弹性性质）都是一样的。,无空隙,单元体的力学性质能代表整个物体的力学性能。,有利于建立数学模型,三、材料的各向同性假设,内容：材料沿各个方向的力学性能是相同的。,四、小变形条件,内容：构件在荷载作用下产生的变形与其原始尺寸相比，可以忽略不计，这样的变形为小变形。,FN,AB,FN,AC,5 杆件变形的基本形式,轴向拉伸与压缩,剪切,扭转,弯曲,三角形构架ABC用于支承重物W，如图所示。构架中杆AB为钢杆，两端用销钉连接，构件BC为工字钢梁，在B处销接而在C处用四个螺栓连接。试问杆AB和构件BC将分别产生哪些变形？,建立力学模型：,认为重量W位于构架ABC平面内，因此可作为平面力系问题来处理。,销钉B、C理想化为光滑销钉。,C处的螺栓连接，其约束既不像光滑销钉可自由转动，也不像固定端那样毫无转动的可能，而是介于两者之间，并与螺栓的紧固程度有关。,