刘鸿文版材料力学全套课件.100页PPT

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简明材料力学全套精品课件

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解: 用截面m-m将钻床截为两部分,取上半 部分为研究对象,
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
F
pm

F A
—— 平均应力
A
C
目录
§1.1 材料力学的任务
四、材料力学的研究对象 构件的分类:杆件、板壳、块体
材料力学主要研究杆件
{ 直杆—— 轴线为直线的杆 曲杆—— 轴线为曲线的杆
{等截面杆——横截面的大小 形状不变的杆 变截面杆 ——横截面的大小 或形状变化的杆 等截面直杆 ——等直杆
目录
§1.2 变形固体的基本假设
在外力作用下,一切固体都将发生变形, 故称为变形固体。在材料力学中,对变形固体 作如下假设: 1、连续性假设: 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
杆切开
F1

(2)留下左半段或右半段
F2
(3)将弃去部分对留下部
F5
分的作用用内力代替 F1

(4)对留下部分写平衡方
F2
程,求出内力的值。
m F4

m
F3
F4

F3
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念 例如
F
a
a
F
M FS
FS=F M Fa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
例 1.1 钻床 求:截面m-m上的内力。
古代建筑结构
传统具有柱、梁、檩、椽的木 制房屋结构

材料力学刘鸿文版全套课件

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M (x)
M (x)
N ( x)
N ( x)
T (x)
T (x)
V

L
FN 2 (x)dx 2EA

L
M 2 (x)dx 2EI

L
T 2 (x)dx 2GIP
所有的广义力均以静力方式,按一定比例由O增加至最终值。任一广义位移 与
整个力系有关,但与其i 相应的广义力 呈线性关系。
Fi
产生位移1 , 2 ,, i ,
变形能的增加量:
V

1 2
Fi

i
F11 F2 2
Fi i

略去二阶小量,则:
V F11 F2 2 Fi i
如果把原有诸力看成第一组力,把 Fi 看作第二组力,根据互等
F F 功的互等定理:
1 12
2 21
若F1 F2,则得
位移互等定理:
12 21
例:求图示简支梁C截面的挠度。
F
B2
wC1
解:由功的互等定理 F wC1 M B2
得:F

wC1

M
Fl 2 16EI
由此得:wC1

Ml2 16E I
例:求图示悬臂梁中点C处的铅垂位移C 。
有效应力集中因数 理论应力集中因数
K


1
d

1
K

K


1
d
1 K
K
max n
目录
2.零件尺寸的影响——尺寸因数
( 1)d 1
查看表11.1
( 1 )d 光滑零件的疲劳极限

刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社《材料力学》课件全套

刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社《材料力学》课件全套
解: 用截面m-m将钻床截为两部分,取上半 部分为研究对象,
受力如图:
列平衡方程:
M
Y 0 FN P
Mo(F) 0
FN
Pa M 0
M Pa
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
为了表示内力在一点处的强度,引入内力集度,
即应力的概念。
F A
pm
F A
—— 平均应力
C
p lim F A0 A
径20mm的圆截面杆,水平杆CB为 15×15的方截面杆。
B 解:1、计算各杆件的轴力。 (设斜杆为1杆,水平杆为2杆)
F 用截面法取节点B为研究对象
Fx 0 FN1 cos 45 FN2 0
x
Fy 0 FN1 sin 45 F 0
FN1 28.3kN
FN 2 20kN
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
m
F m
F
FN
FN
Fx 0
FN F 0 FN F
2、轴力:截面上的内力
F
由于外力的作用线
与杆件的轴线重合,内
力的作用线也与杆件的
轴线重合。所以称为轴
力。 F 3、轴力正负号:
拉为正、压为负
4、轴力图:轴力沿杆 件轴线的变化
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
例题2.1
A
F1
若:构件横截面尺寸不足或形状
不合理,或材料选用不当
___ 不满足上述要求,
不能保证安全工作.
若:不恰当地加大横截面尺寸或
选用优质材料
___ 增加成本,造成浪费
}均 不 可 取
研究构件的强度、刚度和稳定性,还需要了解材料的力学性能。因此在 进行理论分析的基础上,实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和 手段。

刘鸿文主编-材料力学课件

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各向同性假设
总结词
各向同性假设认为材料在不同方向上具有相同的性质 和行为。
详细描述
各向同性假设是材料力学中的另一个重要假设。它意味 着材料在不同方向上具有相同的性质,如弹性模量、泊 松比等。这一假设使得我们可以用统一的数学模型来描 述材料的性质和行为,简化计算过程。在实际应用中, 对于一些各向同性较好的材料,可以采用统一的标准来 近似获得其整体性质。需要注意的是,各向同性材料并 不是指所有方向上的性质都完全相同,而是在一定范围 内可以近似认为各向同性。
机械零件设计
材料力学在机械领域中应用于各 种机械零件的设计,如轴、轴承
、齿轮等。
设备强度分析
对机械设备的强度进行分析,确保 设备在各种工况下的安全运行。
疲劳寿命预测
利用材料力学知识,预测机械零件 的疲劳寿命,提高设备的使用寿命 。
航空航天领域
飞行器结构分析
材料力学在航空航天领域 中应用于飞行器的结构分 析,确保飞行器的安全性 和稳定性。
详细描述
弹性力学理论是材料力学的基本理论之一,主要研究材料在弹性范围内受力时的变形和内力关系。该 理论基于胡克定律,即材料在弹性范围内受力时发生的形变与外力成正比,并引入了应变和应力等概 念来描述材料的变形和受力情况。
塑性力学理论
总结词
描述材料在超过弹性极限后发生塑性形 变时的应力-应变关系。
VS
根据船舶的工作环境和要求,选择具 有优良力学性能的材料。
05
材料力学的未来发展
新材料的研发
高强度轻质材料
如碳纤维复合材料、钛合金等, 在航空、汽车、体育器材等领域
有广泛应用前景。
智能材料
如形状记忆合金、压电陶瓷等, 具有自适应、自修复等特性,可 用于制造智能传感器、执行器等

材料力学刘鸿文主编(第4版) 高等教育出版社课件

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在外力作用下,一切固体都将发生变形, 故称为变形固体。在材料力学中,对变形固体 作如下假设: 1、连续性假设: 认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质 灰口铸铁的显微组织 球墨铸铁的显微组织
目录
§1.2 变形固体的基本假设
2、均匀性假设: 认为物体内的任何部分,其力学性能相同 普通钢材的显微组织 优质钢材的显微组织
拉压变形
剪切变形
目录
§1.6 杆件变形的基本形式
扭转变形
弯曲变形
目录
第二章 拉伸、压缩与剪切(1)
目录
第二章 拉伸、压缩与剪切
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 §2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 §2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 §2.4 材料拉伸时的力学性能 §2.5 材料压缩时的力学性能 §2.7 失效、安全因数和强度计算 §2.8 轴向拉伸或压缩时的变形 §2.9 轴向拉伸或压缩的应变能 §2.10 拉伸、压缩超静定问题 §2.11 温度应力和装配应力 §2.12 应力集中的概念 §2.13 剪切和挤压的实用计算
目录
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
目录
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
目录
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
受力特点与变形特点:
作用在杆件上的外力合力的作用线与 杆件轴线重合,杆件变形是沿轴线方向的伸 长或缩短。
拉(压)杆的受力简图
拉伸
F
FF
压缩
F
目录
§2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
FmaxA
W
由三角形ABC求出
sin BC 0.8 0.388
AB 0.82 1.92
Fmax
W
sin

材料力学(刘鸿文版)全套课件 PPT

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850 750 650 550
104
105
106
107
108
N
从图可以得出三点结论:
(1)对于疲劳,决定寿命的 最重要因素是应力幅 。
(2)材料的疲劳寿命N 随应力幅 的增大而减小。
(3)存在这样一个应力幅,低于该应力幅,疲劳破坏不会发生,该应力幅
称为疲劳极限,记为 -1 。
目录
对于铝合金等有色金属,其S-N曲线没有明显的水平部分,一般规定
Δ
max
m in
O t
目录
通常用以下参数描述循环应力的特征
(1)应力比 r
r min max
r = -1 :对称循环 ; r = 0 :脉动循环 。
r < 0 :拉压循环 ; r > 0 :拉拉循环 或压压循环。
(2)应力幅
max min
(3)平均应力 m
B L
解: ⑴ 弯矩方程
F
A
M (x) M e Fx
Me
⑵ 变形能
V

L
M 2 (x) dx 2EI
L
1 2EI
(M
e
Fx)2 dx

M
2 e
L

M e FL2

F 2 L2
2EI 2EI 6EI
B L
F
⑶ 当F和M0分别作用时
A M0
V 1

MeL 2EI
F 2 L3 V 2 6EI
例:试求图示悬臂梁的应变能,并利用功
能原理求自由端B的挠度。
F
解:
l
x
M (x) F x
V

材料力学全ppt课件

材料力学全ppt课件
x
切应变(角应变)
M点处沿x方向的应变: M点在xy平面内的切应变为:
x
lim
x0
s x
g lim ( LM N)
MN0 2
ML0
类似地,可以定义 y , z ,g 均为无量纲的量。
目录
§1.5 变形与应变
例 1.2
c
已知:薄板的两条边
4、稳定性:
在载荷 作用下,构 件保持原有 平衡状态的 能力。
强度、刚度、稳定性是衡量构件承载能力 的三个方面,材料力学就是研究构件承载能力 的一门科学。
目录
§1.1 材料力学的任务
三、材料力学的任务
材料力学的任务就是在满足强度、刚度 和稳定性的要求下,为设计既经济又安全的构 件,提供必要的理论基础和计算方法。
目录
§1.3 外力及其分类
按外力与时间的关系分类
静载: 载荷缓慢地由零增加到某一定值后,就保持不变或变动很不显著, 称为静载。
动载: 载荷随时间而变化。
如交变载荷和冲击载荷
交变载荷
冲击载荷
目录
§1.4 内力、截面法和应力的概念
内力:外力作用引起构件内部的附加相互作用力。 求内力的方法 — 截面法
传统具有柱、梁、檩、椽的木 制房屋结构
建于隋代(605年)的河北赵州桥桥 长64.4米,跨径37.02米,用石2800 吨
目录
§1.1 材料力学的任务
古代建筑结构
建于辽代(1056年)的山西应县佛宫寺释迦塔 塔高9层共67.31米,用木材7400吨 900多年来历经数次地震不倒,现存唯一木塔
目录
§1.1 材料力学的任务
架的变形略去不计。计算得到很大的简
化。
C
δ1

材料力学ppt刘鸿文版

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目录
§2.7 失效、安全因数和强度计算
例题2.5
AC为50×50×5的等边角钢,AB为10 号槽钢,〔σ〕=120MPa。确定许可载荷F。
解:1、计算轴力(设斜杆为1杆,水平杆 为2杆)用截面法取节点A为研究对象 Fx 0 FN1 cos FN 2 0
F
y
0
FN1 sin F 0
目录
§2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力
例题2.1
A
1 B
11=10kN;F2=20kN; F3=35kN;F4=25kN;试画 出图示杆件的轴力图。
F1 F1 F1
FN kN
F3
3
F4
解:1、计算各段的轴力。 AB段
FN1 FN2 F2
F F
x
x
0
FN1 F1 10kN
在图示结构中,设横梁AB的 变形可以省略,1,2两杆的横截 面面积相等,材料相同。试求1, 2两杆的内力。 解: 1、列出独立的平衡方程
1
例题2.8
2
l

3F 2FN 2 cos FN1 0
2、变形几何关系
A
B
a
l1
a
l2
a
l2 2l1 cos
3、物理关系
4、补充方程
b } F n
例题3-2
FS
h
nn
n
b
l
O Me
Fbs Abs bs
d
O
Me
0.5h
(a)
(b)
nF n S
(c)
目录
§2-13 剪切和挤压的实用计算
解:(1)校核键的剪切强度
Fs A bl d d 由平衡方程 M o 0 得 Fs bl M e
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