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HOHAI UNIVERSITY第一章第一章 绪论绪论 基本概念基本概念1-1 1-1 材料力学的任务材料力学的任务 建筑物或机械中承受荷载而建筑物或机械中承受荷载而起骨架作用的部分称为起骨架作用的部分称为结构结构。组成结构或机械的单个部件组成结构或机械的单个部件被称为被称为构件构件（零件零件）。）。第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY构件的分类：构件的分类：1、杆件、杆件2、板（壳）、板（壳）3、块体、块体材料力学只研究杆材料力学只研究杆件的变形问题件的变形问题第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY静力学基础静力学基础动力学基础动力学基础第一章第一章 绪论绪论能做什么？能做什么？还不会做的？还不会做的？HOHAI UNIVERSITY1、强度强度：构件抵抗破坏的能力。：构件抵抗破坏的能力。2、刚度刚度：构件抵抗变形的能力。：构件抵抗变形的能力。3、稳定性稳定性：构件在外力作用下，具：构件在外力作用下，具有保持原有平衡形式的能力。有保持原有平衡形式的能力。构件构件正常（安全）工作需满足三个条件正常（安全）工作需满足三个条件构件不满足这些条件都有可能引起结构的破坏。构件不满足这些条件都有可能引起结构的破坏。第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY 1940年，美国华盛顿州的塔克马新建成了一座索桥，但建成才年，美国华盛顿州的塔克马新建成了一座索桥，但建成才4个月个月就被每秒就被每秒19米的横风所摧毁。后来弄清桥梁被毁是横风引起的米的横风所摧毁。后来弄清桥梁被毁是横风引起的自感应震动自感应震动造成的。这一原理弄清以后，带动了索桥技术的飞跃发展。日本明石海峡造成的。这一原理弄清以后，带动了索桥技术的飞跃发展。日本明石海峡大桥能承受每秒大桥能承受每秒80米的狂风，这其中也包含了塔克马索桥的教训。米的狂风，这其中也包含了塔克马索桥的教训。二战时期美国制造的二战时期美国制造的“解放解放”号万吨运输船接连受到破坏，调查发号万吨运输船接连受到破坏，调查发现是由于钢在零摄氏度以下失去伸缩性，出现现是由于钢在零摄氏度以下失去伸缩性，出现“冷脆冷脆”现象造成的，这现象造成的，这一失败促进了以后的钢铁利用技术，特别是焊接技术的飞跃提高。由此一失败促进了以后的钢铁利用技术，特别是焊接技术的飞跃提高。由此可见，把失败转化为成功的关键是正视失败，把失败中隐藏着的发展基可见，把失败转化为成功的关键是正视失败，把失败中隐藏着的发展基因发掘出来。因发掘出来。1952年，德哈维兰年，德哈维兰彗星式喷气式飞机问世后名噪一时，但在其后彗星式喷气式飞机问世后名噪一时，但在其后不久连续发生坠落事故。后来才知道是当时并不知晓的不久连续发生坠落事故。后来才知道是当时并不知晓的金属疲劳金属疲劳的原理的原理在作怪，波音公司汲取了教训，把高空中的金属疲劳知识应用于新飞机在作怪，波音公司汲取了教训，把高空中的金属疲劳知识应用于新飞机的开发，结果波音公司席卷了世界飞机市场。的开发，结果波音公司席卷了世界飞机市场。HOHAI UNIVERSITY结构破坏实例：结构破坏实例：HOHAI UNIVERSITY第一章第一章 绪论绪论结结构构破破坏坏实实例例HOHAI UNIVERSITY垮塌后的大桥垮塌后的大桥破坏后的飞机破坏后的飞机前起落架锁连杆安装螺栓前起落架锁连杆安装螺栓(销子销子)意外断裂意外断裂第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY材料力学的任务：材料力学的任务：1.1.通过理论和实验两方面，研究构件的内力、通过理论和实验两方面，研究构件的内力、应力（内力的分布）变形和破坏规律；应力（内力的分布）变形和破坏规律；第一章第一章 绪论绪论2.2.建立起建立起强度强度、刚度刚度和和稳定性稳定性的理论的理论;3.3.经济经济、合理合理地设计构件尺寸和选择材料，地设计构件尺寸和选择材料，确保工程结构安全和经济。确保工程结构安全和经济。HOHAI UNIVERSITY1-2 1-2 变形固体的概念变形固体的概念及其基本假设及其基本假设1 1、连续性假设、连续性假设2 2、均匀性假设、均匀性假设3 3、各向同性假设、各向同性假设b、线弹性、线弹性a、小变形、小变形变形固体材料的假设（简化）：变形固体材料的假设（简化）：研究范围：研究范围：第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY1-3 1-3 杆件杆件及其变形的基本形式及其变形的基本形式1 1、轴向拉伸或压缩、轴向拉伸或压缩2 2、扭、扭 转转MTMT3 3、弯、弯 曲曲FMPPPP第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY外力及分类外力及分类一、按外力的分布状况分类一、按外力的分布状况分类均布力（均布力（q =常量）常量）非均布力非均布力(q=非常量非常量)1、体积力（体力）、体积力（体力）2、面积力（面力）、面积力（面力）（1）集中力）集中力（2）线分布力）线分布力qq第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY二、按外力作用时与时间的关系分类二、按外力作用时与时间的关系分类1、静静荷载荷载2、动动荷载荷载第一章第一章 绪论绪论Ft静荷载静荷载动荷载动荷载HOHAI UNIVERSITY1-4 1-4 内力、力的概念内力、力的概念一、一、内力内力 的的 概概 念念 由于物体受到外力作用所引起的内部由于物体受到外力作用所引起的内部各质点间相互作用力的改变量各质点间相互作用力的改变量“附加内附加内力力”，简称为，简称为内力内力。F1F2F1FRq第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITYF1F2F1FRqF1FRFMF1FRFxFyFzMxMyMzFx、Fy 剪力剪力Fy：轴力轴力Mx、Mz弯矩弯矩My：扭矩扭矩第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY二、应二、应 力力BFMA 微小面积微小面积A上的上的 平均应力平均应力M点点横截面上横截面上的的 应力（矢量）应力（矢量）1 MPa=106Pa，1GPa=103MPa=109Pa1Pa（帕）帕）=1N/m2BMp正应力正应力切应力切应力应力应力物理量所包含的要素：物理量所包含的要素：作用面，方向，大小作用面，方向，大小。第一章第一章 绪论绪论内力的集度内力的集度HOHAI UNIVERSITY1-5 1-5 位移和应变位移和应变一、位一、位 移移点点线位移线位移线段、面线段、面角位移角位移变形位移变形位移刚体位移刚体位移第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITY二、应二、应 变变线应变：线应变：无单位量无单位量第一章第一章 绪论绪论xyAxyAxydydx切应变切应变：HOHAI UNIVERSITY1-6 1-6 材料力学的特点材料力学的特点（1）内容的系统性强）内容的系统性强（2）有科学的研究方法）有科学的研究方法（3）与工程实际联系密切）与工程实际联系密切（4）概念公式多）概念公式多第一章第一章 绪论绪论HOHAI UNIVERSITYa a、考研的指定科目、考研的指定科目b b、对后继课程有直接的影响、对后继课程有直接的影响结束！结束！第一章第一章 绪论绪论答疑每周答疑每周3 3晚上晚上6:308:306:308:30，高，高A402A402HOHAI UNIVERSITY谢谢 谢谢 ！HOHAI UNIVERSITY例题例题 已知：已知：F,a,各杆重不计；各杆重不计；求：求：B 、E铰处约束反力铰处约束反力.