《材料力学复习》课件

《材料力学复习》ppt课件•材料力学概述contents•材料力学基础知识•材料力学基本理论目录•材料力学中的能量方法•材料力学中的有限元方法•材料力学中的实验技术01材料力学概述材料力学的定义总结词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详细描述材料力学主要关注材料在不同受力条件下的行为，包括变形、断裂、屈服等，以及这些行为对材料性能的影响材料力学的重要性总结词材料力学在工程设计和产品开发中具有至关重要的作用详细描述在工程领域，几乎所有的结构设计和产品开发都需要考虑材料的力学性能材料力学为工程师提供了理解和预测材料行为的基础，从而确保结构的稳定性和安全性材料力学的发展历程总结词材料力学的发展历程可以追溯到古代，但真正的快速发展是在工业革命之后详细描述古代的建筑师和工程师在实践中积累了大量关于材料性能的经验然而，真正的理论发展是在工业革命之后，随着各种新型材料的出现和应用，人们开始系统地研究材料的力学性能，从而推动了材料力学的发展02材料力学基础知识材料的力学性能硬度材料抵抗外部压力的能力韧性材料吸收能量的能力，强度通常用于描述材料的塑性抗冲击性能材料抵抗破坏的能力弹性材料在达到屈服点后材料在受外力作用后发生不可逆变形的性可恢复其原始状态的质性质应力与应变应变屈服点材料在受力作用下的变形程度材料开始进入塑性变形的应力值应力弹性极限应力集中单位面积上的内力，用于描述材料在弹性范围内能承受的最由于材料形状、尺寸或结构突材料所受的力大应力变引起的局部应力显著增大的现象弹性力学基本方程胡克定律泊松比ν描述应力和应变之间的关系，描述横向应变与轴向应变之间即σ=Eε的关系弹性模量E弹性后效表示材料抵抗弹性变形的能力材料在卸载后不能立即恢复其原始状态的现象塑性力学基本概念屈服准则描述材料开始进入塑性变形的条件流动法则描述塑性应变增量与应力状态之间的关系强化准则描述塑性变形过程中材料应力应变行为的变化03材料力学基本理论轴向拉压应力与应变总结词详细描述理解轴向拉压应力与应变的基本概念、计算方法轴向拉压是指沿着杆件轴线方向的拉伸或压缩，和应用产生轴向拉压应力，导致杆件伸长或缩短，产生应变应力和应变的大小与外力成正比，与杆件的横截面积成反比公式符号σ=FAsigma=frac{F}{A}σ=A​F​σsigmaσ表示轴向拉压应力，Fu003cFu003e表示外力，Au003cAAu003e表示杆件的横截面积剪切与扭转载荷•总结词理解剪切与扭转载荷的基本概念、计算方法和应用•详细描述剪切是指垂直于杆件轴线的横向作用力，导致杆件在剪切面上产生相对位移扭转载荷是指垂直于杆件轴线的力矩，导致杆件产生扭矩和剪切应力剪切和扭转载荷的计算需要考虑剪切和扭矩的公式•公式τ=FπD\tau=\frac{F}{\pi D}τ=πD​F​•符号τ\tauτ表示剪切应力，F\u003cF\u003e表示剪切力，D\u003cDD\u003e表示杆件的直径弯曲应力与应变030102公式04总结词详细描述符号σ=Mπd4Lsigma=frac{M}{pi理解弯曲应力与应变的基本概d^4L}σ=πd4L​M​念、计算方法和应用弯曲是指杆件受到垂直于其轴σsigmaσ表示弯曲应力，线的作用力，导致杆件在弯曲Mu003cMMu003e表示弯矩，方向上产生弯曲变形弯曲应du003cddu003e表示杆件的直力的大小与弯矩成正比，与杆径，Lu003cLLu003e表示杆件的件的横截面积成反比弯曲应长度变的大小与弯矩和杆件长度成正比组合载荷总结词详细描述公式符号理解组合载荷的基本概念、组合载荷是指杆件同时受到σ=σx+σy+σzsigma=σsigmaσ表示总应力，计算方法和应用多种载荷的作用，如轴向拉sigma_x+sigma_y+σxsigma_xσx​、压、剪切、扭转和弯曲等sigma_zσ=σx​+σy​+σz​σysigma_yσy​和组合载荷的计算需要考虑各σzsigma_zσz​分别表示x、y种载荷的单独作用和叠加效和z方向的单独应力应，以确定杆件的总应力和应变04材料力学中的能量方法虚功原理与虚位移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系统内力和外力对系统所做的虚功之和虚位移原理在平衡状态下，一个系统的总势能（包括内势能和外势能）达到极小值能量守恒原理与热力学第一定律能量守恒原理热力学第一定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，能量守恒定律在热力学中的特殊形式，它它只能从一种形式转化为另一种形式，指出在一个与外界隔绝的系统（孤立系统）或者从一个物体转移到另一个物体，在VS内，能量从一种形式（内能）转变为另一转化或转移的过程中其总量不变种形式（对外界做功或从外界吸收热量），其总和保持不变哈密顿原理与最小作用量原理哈密顿原理一个物理系统的总作用量（即拉格朗日函数的时间积分）在给定边界条件下取极值最小作用量原理物理系统的真实运动是使某个标量（通常是最小作用量）达到极小的运动05材料力学中的有限元方法有限元方法的基本概念有限元方法是一种数值分析方法，通过将连续的物理问题离散化为有限个单元，利用数学近似方法对真实物理现象进行模拟和分析这些单元称为有限元，通过节点相互连接，形成一个离散化的模型有限元方法的核心思想是将复杂的物理系统简化为易于处理和计算的数学模型有限元方法的求解过程建立离散化的模型建立方程组根据实际问题，将连续的物理系统划分为根据物理定律和边界条件，建立关于每个有限个相互连接的单元，每个单元具有一单元节点的代数方程组定的物理属性和数学表达形式求解方程组结果分析利用数值计算方法，求解建立的代数方程对求解结果进行分析和解释，评估模型的组，得到每个节点的数值解准确性和可靠性有限元方法的应用实例桥梁结构分析利用有限元方法对桥梁结构进行建模和分析，评估其承载能力和稳定性机械部件设计在机械部件设计中，利用有限元方法进行强度、刚度和振动分析，优化设计建筑结构抗震通过有限元方法模拟地震对建筑结构的作用，评估结构的抗震性能和安全性06材料力学中的实验技术材料力学实验的基本设备实验机硬度计显微镜热分析仪用于对材料施加拉伸、用于测量材料的硬度，用于观察材料的微观结压缩、弯曲等外力，测用于测量材料的热膨胀如洛氏硬度计、布氏硬构，如金相显微镜、电量材料的应力、应变等系数、热导率等参数度计等子显微镜等参数材料力学实验的基本方法静态实验动态实验疲劳实验通过施加恒定的外力或位移，测通过施加周期性的外力或位移，通过施加交变的应力或位移，测量材料的应力、应变等参数，以测量材料的动态响应，以评估材量材料在长时间作用下的性能退评估材料的强度、刚度等性能料的阻尼、振动等性能化，以评估材料的疲劳寿命材料力学实验的应用实例桥梁和建筑结构的承载能力评估01通过实验测定桥梁和建筑结构的材料性能，评估其承载能力汽车和航空器的材料选择02通过实验测定不同材料的性能，选择适合的汽车和航空器材料新材料的研发03通过实验测定新材料的性能，评估其应用前景，促进新材料的研发和应用THANKS感谢观看。