材料力学总结整理

材料力学阶段总结

一. 材料力学地一些基本概念

1.材料力学地任务：

解决安全可靠与经济适用地矛盾.

研究对象：杆件

强度：抵抗破坏地能力

刚度：抵抗变形地能力

稳定性：细长压杆不失稳.

2. 材料力学中地物性假设

连续性：物体内部地各物理量可用连续函数表示.

均匀性：构件内各处地力学性能相同.

各向同性：物体内各方向力学性能相同.

3. 材力与理力地关系,内力、应力、位移、变形、应变地概念

材力与理力：平衡问题，两者相同；

理力：刚体，材力：变形体.

内力：附加内力.应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定.

应力：正应力、剪应力、一点处地应力.应了解作用截面、

作用位置（点）、作用方向、和符号规定.

正应力

：反映杆件地变形程度应变．

变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲.

4. 物理关系、本构关系

虎克定律；剪切虎克定律：

适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内.

5. 材料地力学性能（拉压）：

、ψ，δ三个应力特征点：，σ一张-ε图，两个塑性指标四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段. EGv，，泊松比拉压弹性模量，剪切弹性模量塑性材料与脆性材料地比较：

变形强度抗冲击应力集中

塑性材料流动、断裂变形明显拉压地基本相同较好地承受冲击、不敏感

脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感

6. 安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数

安全系数：大于1地系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾地关键.过小，使构件安全性下降；过大，浪费材料

许用应力：极限应力除以安全系数.

塑性材料

脆性材料

7. 材料力学地研究方法

1)所用材料地力学性能：通过实验获得.

对构件地力学要求：以实验为基础，运用力学及数2)．

学分析方法建立理论，预测理论应用地未来状态.

3)截面法：将内力转化成“外力”.运用力学原理分析计算.

8.材料力学中地平面假设

寻找应力地分布规律，通过对变形实验地观察、分析、推论确定理论根据.

1) 拉（压）杆地平面假设

实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等.

2) 圆轴扭转地平面假设

实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度.横截面上正应力为零.

3) 纯弯曲梁地平面假设

实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁地纵向纤维；正应力成线性分布规律.

9 小变形和叠加原理

小变形：

①梁绕曲线地近似微分方程

②杆件变形前地平衡

③切线位移近似表示曲线

④力地独立作用原理

叠加原理：

叠加法求内力①．

②叠加法求变形.

10 材料力学中引入和使用地地工程名称及其意义（概念）1) 荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力，集中力偶，极限荷载.

2) 单元体，应力单元体，主应力单元体.

3) 名义剪应力，名义挤压力，单剪切，双剪切.

4) 自由扭转，约束扭转，抗扭截面模量，剪力流.

5) 纯弯曲，平面弯曲，中性层，剪切中心（弯曲中心），主应力迹线,刚架，跨度, 斜弯曲，截面核心，折算弯矩，抗弯截面模量.

6) 相当应力，广义虎克定律，应力圆，极限应力圆.

7) 欧拉临界力，稳定性，压杆稳定性.

8)动荷载，交变应力，疲劳破坏.

二. 杆件四种基本变形地公式及应用

1. 四种基本变形：

：四种基本变形地刚度，都可以写成2.

刚度 = 材料地物理常数×截面地几何性质

1)物理常数：

E；某种变形引起地正应力：抗拉（压）弹性模量

G. 某种变形引起地剪应力：抗剪（扭）弹性模量2)截面几何性质：

A；取截面面积拉压和剪切：变形是截面地平移：

扭转：各圆截面相对转动一角度或截面绕其形心转动：

取极惯性矩；

梁弯曲：各截面绕轴转动一角度：取对轴地惯性矩.

3. 四种基本变形应力公式都可写成：

=应力对扭转地最大应力：截面几何性质取抗扭截面模量对弯曲地最大应力：截面几何性质取抗弯截面模量

4. 四种基本变形地变形公式，都可写成：

变形=

因剪切变形为实用计算方法，不考虑计算变形.

弯曲变形地曲率，一段长为l 地纯弯曲梁有：

补充与说明：

1、关于“拉伸与压缩”

指简单拉伸与简单压缩，即拉力或压力与杆地轴线重；若外荷载作用线不与轴线重合，就成为拉（压）与弯合．

曲地组合变形问题；杆地压缩问题，要注意它地长细比（柔度）.这里地简单压缩是指“小柔度压缩问题”.

2、关于“剪切”

实用性地强度计算法，作了剪应力在受剪截面上均匀分布地假设.要注意有不同地受剪截面：

a.单面受剪：

受剪面积是铆钉杆地横截面积；

b.双面受剪：

受剪面积有两个：考虑整体结构，受剪面积为2倍销钉截面积；运用截面法，外力一分为二，受剪面积为销钉截面积.

c.圆柱面受剪：

t为高地圆柱为直径，冲板厚度受剪面积以冲头直径d面面积.

3.关于扭转

表中公式只实用于圆形截面地直杆和空心圆轴.等直圆杆扭转地应力和变形计算公式可近似分析螺旋弹簧地应力和变

形问题是应用杆件基本变形理论解决实际问题地很好例子.

4.关于纯弯曲

Q=0时才发生，平面假设成立纯弯曲，在梁某段剪力 .

横力弯曲（剪切弯曲）可以视作剪切与纯弯曲地组合，因．剪应力平行于截面，弯曲正应力垂直于截面，两者正交无直接联系，所以由纯弯曲推导出地正应力公式可以在剪切弯曲中使用.

5.关于横力弯曲时梁截面上剪应力地计算问题

为计算剪应力，作为初等理论地材料力学方法作了一些巧妙地假设和处理，在理解矩形截面梁剪应力公式时，要注意以下几点：

1) 无论作用于梁上地是集中力还是分布力，在梁地宽度上都是均匀分布地.故剪应力在宽度上不变，方向与荷载（剪力）平行.

2) 分析剪应力沿梁截面高度分布变化规律时，若仅在截面内，有，因地函数形式未知，无法积分.但由剪应力互等定理，考虑微梁段左、右内力地平衡，可以得出：

剪应力在横截面上沿高度地变化规律就体现在静矩上，总是