《材料力学复习》课件

材料力学复习课程概述目标内容重要性帮助学生掌握材料力学的基本概念、理涵盖了力的分析、应力与应变、杆件的材料力学是机械、土木、航空航天等工论和方法，为后续课程的学习打下坚实受力状态、材料的强度、静定与超静定程领域的基础课程，对于理解结构的设基础结构分析等内容计与分析至关重要力的基本概念力力的性质力的单位力是物体之间的相互作用，可以改变物体力具有大小和方向，是矢量力的国际单位是牛顿N的运动状态或形状力的分类接触力非接触力物体之间直接接触产生的力，如压力物体之间不接触而产生的力，如重力、拉力、摩擦力等、电磁力等外力内力来自物体外部的力，如重力、拉力、物体内部各部分之间相互作用的力，推力等如应力等力的平衡条件静止状态匀速直线运动物体处于静止状态，意味着合力物体以恒定速度沿直线运动，意为零味着合力为零矢量和合力是所有作用在物体上的力的矢量和，必须为零力的合成与分解平行四边形法则1两个力合成三角形法则2多个力合成正交分解法3将力分解为相互垂直的两个分力力的合成是指将多个力合成为一个等效力的过程，而力的分解则是将一个力分解为多个分力的过程合成与分解的常用方法有平行四边形法则、三角形法则以及正交分解法连接点的受力分析隔离体受力分析12将连接点周围的物体分离出来识别隔离体受到的所有外力，，形成一个独立的隔离体包括已知力和未知力平衡方程3根据力的平衡条件，建立力平衡方程，求解未知力摩擦力静摩擦力滑动摩擦力滚动摩擦力静摩擦力是指物体在静止状态下，由滑动摩擦力是指物体在相对运动时，滚动摩擦力是指物体在滚动时，由于于接触面粗糙而产生的阻碍物体相对由于接触面粗糙而产生的阻碍物体相接触面粗糙而产生的阻碍物体滚动运运动的力对运动的力动的力力矩与偶力力矩偶力力矩与偶力的关系123力矩是力对物体转动作用的度量，偶力是指一对大小相等、方向相反力矩是偶力的力臂与力的乘积由力的大小、力臂和力的方向决定、作用线平行的力，偶力对物体产生转动效应，而不会产生平动效应物体的受力状态物体受到外力的作用，会发生一定的形变和运动物体在受力状态下，会表现出不同的力学特性例如，在拉伸载荷作用下，物体可能会发生伸长，而在压缩载荷作用下，物体可能会发生缩短物体的受力状态是材料力学研究的重要内容之一应力与应变应力应变物体在外力作用下产生的内部抵抗力，表示为单位面积上的力物体在外力作用下产生的形变程度，表示为形变量与原尺寸的比值应力与应变的关系弹性阶段应力与应变成线性关系，卸载后材料能完全恢复原状屈服阶段应力超过弹性极限后，应变不再与应力成线性关系，材料发生永久变形强化阶段应力继续增加，材料发生塑性变形，但继续施加应力仍可使材料继续变形颈缩阶段材料强度下降，应力无法继续增加，材料开始发生断裂杆件的轴向受力拉伸外力作用在杆件的横截面上，并试图拉伸杆件，使其变长压缩外力作用在杆件的横截面上，并试图压缩杆件，使其变短杆件的弯曲受力弯曲应力弯曲强度弯曲应力是由于弯矩引起的应力，它在杆件横截面的不同位置有不同的数弯曲强度是指杆件抵抗弯曲破坏的能力，它取决于材料的强度和截面的形值状和尺寸123弯曲变形弯曲变形是指杆件在弯矩作用下发生的形状改变，通常表现为横截面的弯曲和纵向的拉伸或压缩杆件的扭转受力扭矩1扭矩是使物体发生扭转的力矩扭转应力2扭转应力是杆件横截面上由于扭矩作用而产生的切应力扭转角3扭转角是杆件在扭矩作用下发生的相对转角杆件的稳定性受压构件在荷载作用下失去稳定而发生突失稳破坏往往发生在构件的屈服强度之前杆件的稳定性问题与构件的几何形状、材然失稳的现象称为失稳，导致结构整体失效料性质和荷载形式等因素密切相关复合应力状态多种应力应力状态分析方法当物体受到多种外力作用时，其内部各复合应力状态是指物体内部各点同时承分析复合应力状态需要考虑多种应力的点将同时承受多种应力，例如，拉伸应受两种或两种以上应力的状态相互作用，并采用相应的理论进行计算力和剪切应力同时存在应力与强度理论最大正应力理论最大剪应力理论当材料中的最大正应力达到材料当材料中的最大剪应力达到材料的屈服强度时，材料将发生屈服的屈服强度的一半时，材料将发生屈服能量理论当材料中的应变能达到材料的断裂韧性时，材料将发生断裂等效应力12概念应用将复杂应力状态转化为单向应力状态用于评估材料在多轴应力作用下的失，以便于比较和分析材料强度效风险3公式等效应力公式取决于材料的性质和应力状态类型应力集中几何形状影响应力增大疲劳破坏在结构中存在孔洞、缺口或尖角等几何应力集中的程度取决于几何形状的类型应力集中会导致材料的疲劳强度降低，形状变化时，应力会集中在这些区域和尺寸，以及材料的性质更容易发生断裂静定结构的位移分析力学原理基于材料力学和结构力学的理论基础，分析结构在外力作用下的变形情况位移计算通过计算节点的位移量，评估结构的整体变形情况影响因素考虑材料属性、结构几何形状、载荷类型和大小等因素分析方法采用虚拟功原理、力法或位移法等方法进行位移分析静定结构的内力分析平衡方程1力的平衡、力矩的平衡截面法2隔离物体，求解内力杆件内力3轴力、剪力、弯矩超静定结构的位移分析力学模型1建立超静定结构的力学模型，包括杆件、节点、约束等位移方程2根据结构的几何关系和材料性质，建立位移方程求解方程3解联立方程组，求解结构的位移超静定结构的位移分析是材料力学的重要内容之一，它能够帮助我们了解结构在载荷作用下的变形情况，从而评估结构的安全性超静定结构的内力分析力平衡方程1无法完全确定结构内部的所有内力变形协调方程2建立结构变形之间的关系，以引入新的方程求解方程组3联立力平衡方程和变形协调方程，求解结构的内力杆件的临界状态杆件在承受外力时，其内部会产生应临界状态是指杆件在失去稳定性之前力，当应力达到某一临界值时，杆件的状态，该状态下杆件的变形或破坏将失去稳定性，发生变形或破坏还未发生，但已经处于临界点杆件的临界状态是设计和使用中需要注意的关键点，必须保证杆件在实际使用过程中始终处于安全范围内材料的强度校核强度极限安全系数校核步骤材料在断裂或屈服前所能承受的最大应力设计时考虑的实际工作应力与材料强度极计算结构中各关键部位的应力，并与材料限之间的比值，确保结构安全的强度极限进行比较，确定结构是否满足强度要求材料力学设计的基本原则安全系数工作应力12设计时应考虑安全系数，以确应力应小于材料的屈服强度，保结构在正常使用条件下不会以避免结构发生塑性变形发生破坏稳定性经济性34结构应具有足够的稳定性，以设计应考虑经济性，以确保结防止失稳和破坏构的造价合理案例分析通过实际工程案例，深入理解材料力学知识在工程实践中的应用例如，桥梁、建筑、机械等结构的设计与分析，需要综合运用材料力学原理，进行强度、刚度、稳定性等方面的计算和评估复习总结回顾重点问题解答力学基本概念、材料的力学性质、杆回顾课程中的难点，并进行针对性的件的受力分析、结构的强度与稳定性讲解等知识运用通过案例分析和练习题，巩固所学知识试题练习通过练习试题，加深对材料力学知识的理解和应用重点关注常见题型，如应力应变分析•杆件强度校核•结构的内力分析•位移分析•。