材料力学中的名人(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2,#,泊松,（,Poisson,Simeon-Denis,）,法国数学家，物理学家和力学家。,1781,年,6,月,21,日生于法国卢瓦雷省的皮蒂维耶，,1840,年,4,月,25,日去世于法国索镇。,1,2,人物简介,1798,年入巴黎综合工科学校深造。在毕业时，因优秀的研究论文而被指定为讲师。受到,P.-S.,拉普拉斯,、,J.-L.,拉格朗日的赏识。,1800,年毕业后留校任教，,1802,年任副教授,1806,年接替,J.-B.-J.,傅里叶任该校教授。,1808,年任法国经度局天文学家,1809,年任巴黎理学院力学教授。,1812,年当选为巴黎科学院院士。,2,2025/1/5 周日,主要贡献,泊松的科学生涯开始于研究微分方程及其在摆的运动和声学理论中的应用。他工作的特色是应用数学方法研究各类力学和物理问题，并由此得到数学上的发现。他对积分理论、行星运动理论、热物理、弹性理论、电磁理论、位势理论和概率论都有重要贡献。,3,2025/1/5 周日,材料力学方面的贡献,泊松比,(,Poisson ratio),：,材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。,泊松比,作为基本的弹性常数，可以由体积模量,K,和剪切模量,G,的比值来确定，满足如下关系：,=,4,2025/1/5 周日,泊松比的其他公式,1.,切变模量,G,弹性模量,E,泊松比,=,（,P77,）,2.,当应力不超过比例极限时，横向应变,与轴向应变,之比的绝对值是一个常数，即,=|,|,。,5,2025/1/5 周日,发现,泊松在,1829,年发表的,弹性体平衡和运动研究报告,一文中，用分子间相互作用的理论导出弹性体的运动方程,发现在弹性介质中可以传播纵波和横波,并且从理论上推演出各向同性弹性杆在受到纵向拉伸时，横向收缩应变与纵向伸长应变之比是一常数，其值为四分之一。,6,2025/1/5 周日,常用材料弹性模量,&,泊松比,7,2025/1/5 周日,泊松比的测试方法,1.1,机械方法运用机械方法测定材料泊松比一般属于接触式测量。弹性泊松比的测试已经标准化。,ASTM,规定采用两对引伸计，分别用来测量材料的横向应变和纵向应变。,1.2,声学方法泊松比测试的声学方法主要包括布里渊散射,(SBS),、表面声波,(SAW),、声显微学,(AM),等。声学方法是完全的无损检测。布里渊散射和表面声波法都是利用激光束直接射到试样表面激发表面声波；声显微学中的入射声波则是通过液体介质射到试样表面激发表面声波，其频率比前两者低,适用于探测较厚的表面层。,8,2025/1/5 周日,1.3,光学方法根据弹性波理论，通过测定纵横波声速可以推算材料的泊松比，但非金属材料的声阻很大，声速测定困难。根据弹性振动理论，用共振法或强迫振动法也可以推算材料的泊松比，但是非金属材料的内阻尼大，振动测试同样困难。属于非接触式测量的光学方法测量则可以避免上述缺陷，包括光干涉测量法、光导热塑全息照相法、数字散斑面内相关法,(DSCM),等。,9,2025/1/5 周日,罗伯特,胡克,Robert Hooke,英国,物理学家,、天文学家。,1635,年,7,月,18,日生于威特岛的,弗雷,施瓦特。,1662,年起直到逝世一直担任皇家学会实验,管理员,。,1663,年胡克获得了,牛津大学,文学学士学位,，并被选为皇家学会会员。,1665,年胡克任,格雷,山姆,学院几何学、地质学教授，并从事天文观测工作。,1666,年担任测量员以及,伦敦,市政检查官。,1676,年他公布了著名的弹性定律。,1677,年到,1682,年任皇家学会干事。,1703,年,3,月,3,日逝世于伦敦，终年,68,岁。,10,2025/1/5 周日,人物简介,在物理学研究方面，他提出了描述材料弹性的基本定律,-,胡克定律，且提出了万有引力的平方反比关系。在机械制造方面，他设计制造了真空泵，显微镜和望远镜，并将自己用显微镜观察所得写成,显微术,一书，细胞一词即由他命名。除去科学技术，胡克还在,城市设计,和建筑方面有着重要的贡献。其被某些科学史家称为“伦敦的莱奥纳多（达芬奇）”,11,2025/1/5 周日,不幸的他,胡克的晚年生活是灾难性的。其中主要的原因是在发现“平方反比关系”优先权的争夺中得罪了牛顿。在发现螺旋弹簧振动周期的等时性方面，是胡克在先还是惠更斯在先也存在争论。即使在胡克和其终生好友,雷恩,之间，仍然有许多未解之谜。通过胡克的日记和朋友间的通信，人们发现许多原先以为是雷恩设计的建筑很可能是胡克设计的，其中包括著名的,格林尼治皇家天文台,、为纪念,1666,年,伦敦大火,而建造的,纪念碑,等。,12,2025/1/5 周日,胡克定律,力学贡献,天文生物,光学贡献光学贡献,发明创造,主要贡献,13,2025/1/5 周日,胡克定律,胡克定律：在弹性限度内，弹簧的弹力,f,和弹簧的长度变化量,x,成正比，即,f=-kx,。,k,是物质的弹性系数，它由材料的性质所决定，负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。,由胡克定律可以推广到。,14,2025/1/5 周日,广义胡克定律,在线弹性范围内应力,与应变,的关系,=E;,=-=-,;,当切应力不超过剪切比例极限时，切应力,和切应变,的关系,=G,；,推导可得广义胡克定律：,15,2025/1/5 周日,当单元体的周围六个面皆为主平面时，令,x,y,z,的方向分别,1,2,3,的方向一致，则广义胡克定律克化为,1,=,2,=,3,=,xy,=0;,yz,=0;,zx,=0;,16,2025/1/5 周日,力学贡献,他曾为研究,开普勒,学说作出了重大成绩。在探讨万有引力的过程中，他首先发现了引力和距离平方成反比的规律。在研究引力可以提供约束行星沿闭合轨道运动的向心力问题上，,1662,年和,1666,年间，胡克做了大量实验工作。,1664,年胡克曾指出彗星靠近太阳时轨道是弯曲的,1674,年他根据修正的惯性原理，从行星受力平衡观点出发，提出了行星运动的理论，在,1679,年给,牛顿,的信中正式提出了引力与距离平方成反比的观点。,17,2025/1/5 周日,天文生物,胡克曾用自己制造的望远镜观测了火星的运动。,1663,年英国科学家,罗伯特,胡克有一个非常了不起的发现，他用自制的复合显微镜观察一块软木薄片的结构，发现它们看上去像一间间长方形的小房间，就把它命名为细胞。用自己制造的显微镜观察植物组织，于,1665,年发现了植物细胞（实际上看到的是细胞壁），并命名为“,cell”,，至今仍被使用。,18,2025/1/5 周日,光学贡献,在光学方面，胡克是光的波动说的支持者。,1655,年，胡克提出了光的波动说，他认为光的传播与水波的传播相似。,1672,年胡克进一步提出了光波是横波的概念。在光学研究中，胡克更主要的工作是进行了大量的光学实验，特别是致力于光学仪器的创制。他制作或发明了显微镜、望远镜等多种光学仪器。,19,2025/1/5 周日,发明创造,胡克的发现、发明和创造是极为丰富的。他曾协助,玻意耳,发现了,玻意耳定律,他,曾发明,过空气唧筒、发条控制的摆轮、轮形气压表等多种仪器。他还同惠更斯各自独立发现了螺旋弹簧的振动周期的等时性等。此外胡克还研究过肥皂泡的光彩、云母的颜色等许多光学现象。胡克在光学和力学方面是仅次于牛顿的伟大科学家。,20,2025/1/5 周日,圣维南（,Adhmar Jean Claude Barr de Saint-Venant,）,法国力学家（,1797,1886,）。研究领域主要集中于固体力学和流体力学，特别是在材料力学和弹性力学方面作出很大贡献，提出和发展了求解弹性力学的半逆解法。,1868,年他以力学权威被选为法国科学院院士。,21,2025/1/5 周日,个人简介,圣维南出身于一个农业经济学家的家庭。,1813,年进巴黎综合工科学校求学，,1814,年因政治原因被除名。,1823,年法政府批准他免试进桥梁公路学校学习，,1825,年毕业。后从事工程设计工作，业余研究力学理论。,1834,年发表两篇力学论文，受到科学界重视。,1837,年起在桥梁公路学校任教。,1868,年被选为法国科学院院士。,22,2025/1/5 周日,主要贡献,圣维南原理,验证弯曲基本假设,半逆解法,23,2025/1/5 周日,圣维南原理,设弹性体的一个小范围内作用有一个平衡力系,(,即合力和合力矩均为零,),，则在远离作用区处弹性体内由这平衡力系引起的应力是可以忽略的。,24,2025/1/5 周日,弯曲基本假设,梁变形时横截面保持平面；梁的纵向纤维在弯曲时相互之间无应力。,25,2025/1/5 周日,半逆解法,步骤,：,(1),假设应力的函数形式,(,根据受力情况，便捷条件等,),；,(2),由应力,(,d,),式，推测,的函数形式；,(3),带入,(4),(5),26,2025/1/5 周日,Thank you,27,2025/1/5 周日,