《材料力学复习》课件

《材料力学复习》ppt课件•材料力学概述•材料力学基础知识•材料力学基本理论•材料力学中的能量方法目•材料力学中的稳定性问题•材料力学实验与实践录contents01材料力学概述材料力学的定义总结词基础概念详细描述材料力学是一门研究材料在各种力和力矩作用下的行为的学科，主要关注材料在受力时的变形、强度、刚度和稳定性等特性材料力学的发展历程总结词历史背景详细描述材料力学的发展可以追溯到古代，随着工程技术的进步和科学理论的不断完善，材料力学逐渐形成了完整的学科体系其发展历程包括经典力学理论、近代力学理论和现代力学理论等阶段材料力学的重要性总结词实际应用详细描述材料力学在工程领域中具有广泛的应用价值，如建筑、机械、航空航天、交通运输等材料力学为工程设计和安全性分析提供了理论基础，确保了工程结构的可靠性和安全性02材料力学基础知识材料的力学性能塑性韧性材料在受到外力作用时发生形材料吸收能量的能力，即抵抗变，外力消失后不能恢复原状，冲击和震动的能力但不会破裂的性质弹性强度硬度材料在受到外力作用时发生形材料抵抗破坏的能力材料抵抗表面压入的能力变，外力消失后能恢复原状的性质应力与应变应变应力材料在受力时发生的形变程度单位面积上的内力，表示物体内部相02互作用的程度弹性极限0103材料在弹性范围内所能承受的最大应力应力集中在受力物体中，由于局部结构的不连续或外部几何形状的不连续所引起的0504屈服点应力显著增高的现象材料开始发生屈服变形的应力弹性力学基本方程胡克定律平衡方程在弹性范围内，应力和应变之间呈线性关系，表物体内部各点的应力分量之和为零，表示为示为σ=Eε其中σ为应力，E为弹性模量，ε为应∑Fi=0其中Fi为各方向的力变几何方程物理方程描述应变和位移之间的关系，表示为ε=∂u/∂x,描述应力与应变之间的关系，根据不同的材料性γ=∂u/∂y+∂v/∂x其中u,v,w为位移分量，x,y,质，有不同的物理方程对于线性弹性材料，有z为坐标分量，ε为应变分量，γ为剪应变分量σ=D*ε1+ε2+ε3其中D为弹性矩阵，ε1,ε2,ε3为应变分量塑性力学基本概念屈服准则描述材料在复杂应力状态下开始进入屈服状态的应力条件，常用的有米塞斯准则和冯·卡门准则流动法则描述在塑性形变过程中，塑性应变增量与应力之间的关系，常用的是剪切流动法则和拉伸流动法则强化准则描述在塑性形变过程中，应力与应变之间的关系，常用的有随动强化准则和等向强化准则03材料力学基本理论轴向拉压应力与应变总结词轴向拉压是材料力学中最基础的概念之一，主要研究材料在轴向拉压作用下的应力与应变关系详细描述当材料受到轴向拉伸或压缩时，会产生相应的拉压应力，并伴随着应变的产生在弹性范围内，应力和应变之间呈线性关系，遵循胡克定律剪切与扭转应力与应变总结词剪切和扭转是材料力学中研究材料在剪切和扭转作用下的应力与应变关系的两个重要概念详细描述剪切应力是指材料在相互垂直的两个平面上所受到的沿斜向的力，而扭转应力则是指材料在扭转变形时所受到的力剪切和扭转应力与应变之间也存在一定的关系，可以通过实验测定弯曲应力与应变总结词弯曲是材料力学中研究材料在弯曲作用下的应力与应变关系的概念详细描述当材料受到弯曲作用时，会在弯曲的横截面上产生弯曲应力，同时伴随着应变的产生弯曲应力的大小和分布与材料的弯曲形状、截面尺寸等因素有关组合变形总结词详细描述组合变形是材料力学中研究材料在多种在实际工程中，许多结构往往同时受到拉变形作用下的应力与应变关系的概念伸、压缩、剪切、扭转等多种变形作用，VS这种多种变形同时存在的现象称为组合变形组合变形的应力与应变分析需要考虑各种变形之间的相互影响和相互作用04材料力学中的能量方法虚功原理与最小势能原理虚功原理当一个系统处于平衡状态时，对于任何虚位移，外力所做的虚功总等于内力所做的虚功，即系统势能的减少等于外力所做虚功的总和最小势能原理在保守系统中，平衡状态是势能最低的状态也就是说，当一个系统从某个状态变化到平衡状态时，其势能会减小，且达到最小值虚位移原理与最小余能原理虚位移原理最小余能原理对于一个处于平衡状态的线性弹性系统，如在保守系统中，平衡状态是余能最低的状态果作用在系统上的外力所做的总虚功等于内也就是说，当一个系统从某个状态变化到平力的总虚功，则系统的势能将保持不变衡状态时，其余能会减小，且达到最小值哈密顿原理与最小作用量原理哈密顿原理一个完整且没有外力作用的保守系统，其运动过程一定是使哈密顿函数（总动能与总势能之差）取极小值的过程最小作用量原理一个物理系统的运动规律总是使得某种“作用量”取极值在不同的物理情境下，作用量有不同的形式，如拉格朗日量、哈密顿量等05材料力学中的稳定性问题稳定性问题的定义与分类稳定性问题的定义稳定性问题的分类稳定性问题是指在外力作用下，物体的平衡根据不同的分类标准，稳定性问题可以分为状态是否稳定的问题如果物体受到微小的多种类型根据扰动的大小，可以分为小扰扰动后能够恢复到原来的平衡状态，则称该动和大扰动稳定性问题；根据扰动的方向，平衡状态是稳定的；反之，如果物体受到微可以分为横向稳定性和纵向稳定性问题；根小的扰动后不能恢复到原来的平衡状态，则据扰动的性质，可以分为线性稳定性和非线称该平衡状态是不稳定的性稳定性问题稳定性问题的分析方法静力学方法运动学方法能量法通过分析物体的受力情况，判断通过分析物体的运动规律，判断通过分析物体的能量变化情况，物体的平衡状态是否稳定对于物体的平衡状态是否稳定对于判断物体的平衡状态是否稳定简单的稳定性问题，可以通过静较为复杂的稳定性问题，需要采能量法是一种较为常用的方法，力学方法得到解决用运动学方法进行分析适用于各种类型的稳定性问题稳定性问题的应用实例桥梁稳定性桥梁在风、车辆等外力作用下，可能会发生侧翻或屈曲等现象，影响其正常使用因此，在桥梁设计过程中需要考虑其稳定性问题建筑稳定性高层建筑在风、地震等外力作用下，可能会发生倾覆或震颤等现象，影响其结构安全因此，在建筑设计过程中需要考虑其稳定性问题船舶稳定性船舶在风浪等外力作用下，可能会发生摇摆或翻覆等现象，影响其航行安全因此，在船舶设计过程中需要考虑其稳定性问题06材料力学实验与实践材料力学实验的目的与意义目的通过实验，使学生能够掌握材料力学的基本原理和实验方法，培养其解决实际工程问题的能力意义材料力学实验是理论联系实际的重要环节，有助于学生深入理解材料力学知识，提高其动手能力和创新思维材料力学实验的基本内容与方法要点一要点二基本内容方法包括拉伸、压缩、弯曲、扭转等基本实验，以及弹性模量、采用实验仪器进行实际测量，结合理论分析，对实验结果泊松比等基本物理量的测量进行数据处理和误差分析材料力学实验的应用实例实例1实例2桥梁工程中的应力测试，通过材料力学实验测量桥梁机械制造中的材料性能测试，通过材料力学实验对机关键部位的应力分布，为工程安全提供保障械零件的材料性能进行评估，确保产品的质量和安全THANKS感谢观看。