材料力学考试基本要求一基本概念理解变形固体的基本假设

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工程力学——材料力学的基本概念

工程力学——材料力学的基本概念

(3) 平衡:列左段的平衡方程
FP=0 FN+5 FP=0

FN=-5 FPቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
求 1-1 截面的内力,也
可通过取右段为研究对象(如
图 6.1(c)所示),求解,由平 衡方程 2FP-7FP-FN = 0 得 FN = 2FP-7FP =-5FP
(c)
图6.1
6.2.3 应力
我们把内力在截面上的分部集度称为应力,即单 位面积上产生的内力。它的方向由内力的方向决定。如 果应力方向与截面垂直,称为正应力,其符号为σ;如果 应力方向与截面方向相切,称切应力,其符号为τ。如图 6.2所示。
第6章 材料力学的基本概念
第6章 材料力学的基本概念
6.1 变形固体的基本假设 6.2 内力、截面法、应力 6.3 杆件变形的基本形式
6.1 变形固体的基本假设
1. 均匀连续性假设 认为整个物体充满了物质,没有任何空隙存在,同时 还认为物体在任何部分的性质是完全相同的。 2. 各向同性假设 认为材料在不同的方向具有相同的力学性质。 3. 小变形假设 指构件在外力作用下发生的变形与原尺寸相比非常微 小,在计算时可忽略不计。 在材料力学中,杆件变形分为弹性变形和塑性变形。 弹性变形:外力卸除后,能够消失的变形。 塑性变形:外力卸除后,残留下来不能消失的变形。
6.2.2 截面法
截面法是材料力学求内力的方法,其步骤为: (1) 截开:沿物体所要求的内力截面假想的截分为 两部分,任取一部分为研究对象; (2) 代替:用作用于该截面上的内力代替另一部分 对被研究部分的作用; (3) 平衡:对所研究部分建立平衡方程,从而确定 截面上内力的大小和方向。
现以拉杆为例,如图6.1(a)所示,求1-1截面上的 内力。

2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点_参考简答题答案

2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点_参考简答题答案

2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点_参考简答题答案2013-2014学年第2学期《材料力学》复习要点——参考简答题答案1、什么是变形固体?材料力学中关于变形固体的基本假设是什么?【解答】:在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体。

材料力学中对变形固体所作的基本假设:连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。

均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同。

各向同性假设:认为在物体内各个不同方向的力学性能相同。

小变形假设:认为固体在外力作用下发生的变形比原始尺寸小得很多,因此在列平衡方程求约束力或者求截面内力时,一般按构件原始尺寸计算。

2、什么是截面法?简要说明截面法的四个基本步骤。

【解答】:用一个假想截面,将受力构件分开为两个部分,取其中一部分为研究对象,将被截截面上的内力以外力的形式显示出来,根据保留部分的平衡条件,确定该截面内力大小、内力性质(轴力、剪力、扭转还是弯矩,符号的正负)的一种方法。

截面法贯穿于材料力学的始终,一定要反复练习,熟练掌握。

截面法的四个基本步骤:(1)截:在需要确定内力处用一个假想截面将杆件截为两段。

(2)取:取其中任何一段为研究对象(舍弃另一段)。

(3)代:用被截截面的内力代替舍弃部分对保留部分所产生的作用。

(4)平:根据保留部分的平衡条件,确定被截截面的内力数值大小和内力性质。

3、什么是材料的力学性能?低碳钢拉伸试验要经历哪四个阶段?该试验主要测定低碳钢的哪些力学性能指标?【解答】:材料的力学性能是指:在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的各种力学指标。

如强度高低、刚度大小、塑性或脆性性能等。

低碳钢拉伸试验要经历的四个阶段是:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩断裂阶段。

低碳钢拉伸试验主要测定低碳钢的力学性能指标有:屈服极限、强度极限、延伸率、断面收缩率等。

4、什么是极限应力?什么是许用应力?轴向拉伸和压缩的强度条件是什么(内容、表达式)?利用这个强度条件可以解决哪三类强度问题?【解答】:材料失效时所达到的应力,称为极限应力。

变形固体的基本假设

变形固体的基本假设
这里要说明的是:有些假设过程是已知的,如连 续性假设;而有些假设是限于当时技术手段的“猜 测”,如扭转变形中认为横截面始终保持刚性平面 的假设,后来发现事实上是翘曲的,但这并没有影 响推导出正确的结论,从而就沿用下来了。
1
30°2 2m3 2m1 3a
2 2m F 2m
F1
2
F sin 30
F
F
3
F2
cot 30 2
2
F
F1
2
F sin
a
F2
F 2
cot
a
构件变形极小,a 变化不大
在材料力学中还有针对某一问题的假设:如扭转变 形中的平面假设、弯曲变形中的平面假设、冲击载荷 中冲击物的势能全部转化为应变能的假设。其目的都 是:即简化了计算力学模型,又要符合工程实际,满 足工程计算要求的结果。
实践证明,对于大多数常用的结构材料,如钢 铁、有色金属和混凝土等,上述连续、均匀和各 向同性假设是符合实际的、合理的。
另外,还有一个与结构几何尺寸有关的假设
4.小变形假设
固体在外力作用下将产生变形。假设实际构件的 变形以及由变形引起的位移与构件的原始尺寸相比 甚为微小。这样,在研究构件的平衡和运动时,仍 可按构件的原始尺寸进行计算,从而使计算大大简 化。
1.连续性假设
材料微观
材料宏观
2.均匀性假设
在材料力学中,假设在固体内到处都有相同的力 学性能。就金属而言,组成金属的各晶粒的力学性 能并不完全相同。但因构件中包含为数极多的晶粒, 而且杂乱无序地排列,固体各部分(宏观)的力学 性能,实际上是微观性能的统计平均值,所以可以 认为各部分的力学性能是均匀的。按此假设,从构 件内部任何部位所切取的微小体积,都具有与构件 相同的性能。

材料力学的基本概念

材料力学的基本概念

第三章材料力学的基本概念3.1 变形固体及其基本假设3.1.1 变形固体土木工程中,结构或构件及其所用的材料,虽然其物质结构和性质是多种多样的,但都具有一个共同的特点,即它们都是固体,如钢、铸铁、木材、混凝土等,在静力学中,曾把固体(物体)看成是刚体,即考虑固体在外力作用下其大小和形状都不发生变化。

但实际上,自然界中刚体是不存在的,这些物体在外力的作用下或多或少的都会产生变形。

在外力作用下,产生变形的固体材料称为变形固体。

静力学中,力作用下物体的平衡是主要的研究问题。

物体的微小变形对研究平衡影响很小,因此,可以认为外力作用下,物体的大小和形状都不会发生变化,此时把物体视为刚体进行分析可以简化计算。

而在材料力学中,主要研究的却是构件在外力作用下的强度、刚度和稳定性问题。

对于这类问题,微小的变形往往也是主要的影响因素之一,如果忽略,将会导致严重的后果。

因此,在材料力学中,组成构件的各种固体都应该视为变形体来对待。

变形固体在外力作用下产生的变形有两类:一类是弹性变形,这种变形会随着外力的消失而消失;另一类是塑性变形(或称为残余变形),这种变形是外力消失时不能消失以变形。

一般的变形固体变形时,既有弹性又有塑性。

但工程中常用的材料,如果作用的外力不超过一定范围时,此时塑性变形很小,就可以把物体看作只有弹性变形而没有塑性变形,只有弹性变形的物体称为理想弹性体,引起弹性变形的外力范围称为弹性范围。

材料力学主要是研究物体在弹性范围内的变形及受力。

3.1.2变形固体的基本假设对于用变形固体材料做成的构件进行强度、刚度和稳定性计算时,由于其组成和性质十分复杂,为了便于研究,使问题得到简化,经常略去一些次要性质,将它们抽象为一种理想模型,然后再进行理论分析。

根据其主要性质,对变形固体作如下基本假设:1.均匀连续性假设即认为变形固体在其整个体积内都毫无空隙地充满物质,并且各部分的材料性质完全相同。

实际上变形固体是由许许多多的微粒或晶体组成的,而粒子或晶体之间存在着空隙,材料在一定程度上沿各方向的力学性能都会有所不同,由于这些空隙与构件尺寸相比是极其微小的,因此这些空隙的存在以及由此而引起性质上的差异,在研究构件受力和变形时都可以略去不计。

材料力学复习资料

材料力学复习资料

一基本概念1.工程构件正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求。

杆件的强度代表了杆件抵抗破坏的能力;杆件的刚度代表了杆件抵抗变形的能力;杆件的稳定性代表了杆件维持原有平衡形态的能力。

2.变形固体的基本假设是连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。

连续性假设认为固体所占据的空间被物质连续地充满而毫无空隙;均匀性假设认为材料的力学性能是均匀的;各向同性假设认为材料沿各个方向具有相同的力学性质。

3.截面法的三个步骤是截取、代替和平衡。

4.杆件变形的基本形式有:拉压,扭转,剪切,弯曲。

5.截面上一点处分布内力的集度,称为该截面该点处的应力。

6.截面上的正应力方向垂直于截面,切应力的方向平行于截面。

7.在卸除荷载后能完全消失的变形称为弹性变形,不能消失而残留下来的变形称为塑性变形。

8.低碳钢受拉伸时,变形的四个阶段为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。

9.由杆件截面骤然变化而引起的局部应力骤增的现象称为应力集中。

10.衡量材料塑性的两个指标是伸长率和断面收缩率。

11.受扭杆件所受的外力偶矩的作用面与杆轴线垂直。

12.低碳钢圆截面试件受扭转时,沿横截面破坏;铸铁圆截面试件受扭转时,沿45度角截面破坏。

13.梁的支座按其对梁在荷载作用平面的约束情况,可以简化为三种基本形式,即固定端、固定铰支座、可(活)动铰支座。

14.工程上常用的三种基本形式的静定梁是:简支梁、悬臂梁、外伸梁。

15.平面弯曲梁的横截面上有两个内力分量,分别为剪力和弯矩。

16.拉(压)刚度、扭转刚度和弯曲刚度的表达式分别是EA、GI p和EI z。

17.当梁上有横向力作用时,梁横截面上既有剪力又有弯矩,该梁的弯曲称为横力弯曲。

梁横截面上没有剪力(剪力为0),弯矩为常数,该梁的弯曲称为纯弯曲。

18.在弯矩图发生拐折处,梁上必有集中力的作用。

19.在集中力偶作用处,剪力图将不变。

20.梁的最大正应力发生在最大弯矩所在截面上离中性轴最远的点处。

《材料力学》考试大纲

《材料力学》考试大纲

《材料力学》考试大纲一、考试的总体要求材料力学是变形固体力学入门的专业基础课。

要求考生对构件的强度、刚度、稳定性等问题有明确的认识,全面系统地掌握材料力学的基本概念、基本定律及必要的基础理论知识,同时具备一定的计算能力及较强的分析问题及解决问题的能力。

二、考试的内容1 绪论及基本概念1)可变形固体的性质极其基本假设2)杆件变形的基本形式2 轴向拉伸和压缩1)轴向拉伸和压缩的概念2)内力,截面法,轴力及轴力图3)应力,拉(压)杆内的应力4)拉(压)杆的变形,胡克定律5)拉(压)杆内的应变能6)材料在拉伸和压缩时的力学性能7)强度条件,安全系数,许用应力8)应力集中的概念3 扭转1)薄壁圆筒的扭转2)传动轴的外力偶矩,扭矩及扭矩图3)等直圆杆在扭转时的应力,强度条件4)等直圆杆扭转时的变形,刚度条件5)等直圆杆在扭转时的应变能4 弯曲内力1)对称弯曲的概念2)梁的剪力和弯矩,剪力图和弯矩图3)平面刚架和曲杆的内力图4)梁横截面上的正应力,梁的正应力强度条件5)梁横截面上的切应力,梁的切应力强度条件6)梁的合理设计5 梁弯曲时的位移1)梁的挠度及转角2)梁的挠曲线近似微分方程及其积分3)按叠加原理计算梁的挠度和转角4)梁挠曲线的初参数方程5)梁的刚度校核,提高梁的刚度的措施6)梁内的弯曲应变能6 简单的超静定问题1)超静定问题及其解法2)拉压超静定问题3)扭转超静定问题4)简单超静定梁7 应力状态和强度理论1)平面应力状态的应力分析,应力圆2)空间应力状态的概念3)应力与应变间的关系4)空间应力状态下的应变能密度5)强度理论及其相当应力6)莫尔强度理论及其相当应力7)各种强度理论的应用8 组合变形及连接部分的计算1)两相互垂直平面内的弯曲2)拉伸(压缩)与弯曲3)扭转与弯曲4)连接件的实用计算5)铆钉连接的计算9 压杆稳定1)压杆稳定性的概念2)细长中心受压直杆临界力的欧拉公式3)不同杆端约束下细长压杆临界力的欧拉公式,压杆的长度系数4)欧拉公式的应用范围,临界力总图,压杆稳定计算,截面设计三、考试题型及比例填空题: 20%左右问答题: 30%左右分析、计算题: 50%左右四、考试形式及时间考试形式为闭卷笔试,试卷总分值为150分,考试时间为三小时。

福大机械考研复试材料力学背诵版

福大机械考研复试材料力学背诵版

《材料力学》简答题第一章绪论1、构件正常工作应满足:①强度要求:在规定载荷作用下的构件不应破坏,构件应有足够的抵抗破坏的能力;②刚度要求:在载荷作用下,构件即使有足够的强度,但若变形过大,仍然不能正常工作,因此要求构件应有足够的抵抗变形的能力。

③稳定性要求:受压力作用的细长杆应该始终维持原有的平衡状态,保证不被压弯。

2、什么是变形固体?材料力学中关于变形固体的基本假设是什么?在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体。

材料力学中对变形固体所作的基本假设:①连续性假设:认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质。

②均匀性假设:认为固体内到处有相同的力学性能。

③各向同性假设:认为无论沿哪个方向,固体力学性能都是相同的。

3、静载荷:若载荷缓慢地由零增加到某一定值,以后即保持不变,或变动很不显著,即为静载荷动载荷:若载荷随时间而变化,则为动载荷。

交变载荷:随时间作周期性变化的动载荷称为交变载荷。

4、内力:物体因受外力作用而变形,其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用就是内力。

应力:由外力引起的内力的集度,分为正应力和切应力正应力σ:总应力p沿截面法向的分量。

切应力(剪应力)τ:总应力p沿截面切向的分量。

应变:应变是度量一点处变形程度的基本量,分为线应变和角应变。

正应变(线应变)ε:某点沿某方向单位长度的改变量;切应变(角应变)γ:某点在某平面内直角的改变量(减小为正)5、什么是截面法?简要说明截面法的三个基本步骤。

用一个假想截面,将受力构件分开为两个部分,取其中一部分为研究对象,(将被截截面上的内力以外力的形式显示出来,根据保留部分的平衡条件,)确定该截面内力大小、性质(轴力、剪力、扭转还是弯矩,符号的正负)的一种方法。

截面法的三个基本步骤(截代平):要求某一截面上的内力时,第一步先沿该截面假象地把构建分为两部分,然后任意取其中一部分作为研究对象,另外一部分舍弃;第二步用作用于截面上的内力代替舍弃部分对取出部分的作用;第三步建立取出部分的平衡方程,从而确定内力。

材料力学对变形固体作了哪些基本假设

材料力学对变形固体作了哪些基本假设

1-1资料力教对付变形固体做了哪些基础假设?假设的依据是什么?对付资料力教钻研问题起到了什么效率?之阳早格格创做1-21)连绝性假设,(2)匀称性假设,(3)各背共性假设,(4)小变形假设.假设依据及效率:(1)清闲的大小取物体的尺寸相比极为微弱,不妨忽略没有计,于是便认为固体正在所有体积内是连绝的.那样便不妨把某些力教量用坐目标连绝函数去表示.(2)那些组成物量的大小战物体尺寸相比很小,而且是随机排列的.那样物体的任一部分力教本能便可代表所有的力教本能.(3)金属资料包罗数量极多的晶粒,且又随机排列.(4)正在工程中普遍物体只爆收弹性变形,相对付于物体的本初尺寸去道,那些弹性变形是微弱的.正在小变形情况下,钻研物体的静力仄稳等问题时,均可略去那种小变形,而按本初尺寸估计,进而使估计大为简化.1-31-3 杆件有哪几种基础变形?每种基础变形的特性是什么?便工程本量战凡是死计每种基础变形各举一、二个真例.1-4(1)轴背推伸或者压缩(2)剪切(3)扭转(4)蜿蜒. 特性及真例:(1)主假如轴线目标的伸少或者收缩.如:托架的推杆战压杆,内焚机的连杆(2)主假如二部分沿中力效率目标爆收相对付错动.如:螺栓,键,销钉等.(3)主假如任性二个横截里爆收绕轴线的相对付转化.如:钻探机的钻杆,呆板中的传动轴.(4)主假如轴线由直变直.如:桥式起沉机大梁,火车轮轴等.1-4 强度:构件抵挡做废(损害)的本领. 刚刚度:构件抵挡变形的本领. 宁静性:构件受载后脆持本有仄稳形态的本领.1-5资料力教的任务是什么?它能办理工程上哪些圆里的问题?1-6资料力教的任务是:钻研杆件正在中力效率下的变形,受力取损害的顺序,为合理安排构件提供有闭强度,刚刚度,宁静性分解的基础表里取要领.采用佳资料预防浪费.不妨办理强度校核,截里采用,决定可载荷等问题。

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815 材料力学考试基本要求
一基本概念
理解变形固体的基本假设,掌握内力、应力和变形的概念及杆件变形的基本形式。

二轴向拉伸和压缩
掌握轴向拉压杆件的内力计算,会做轴力图;掌握横截面、斜截面应力分析方法与强度计算;掌握拉压杆的变形计算方法、胡克定律与拉压杆的应变能计算方法,了解塑性、脆性材料的拉伸与压缩力学性能及测试方法;了解圣维南原理与应力集中概念。

三扭转
掌握圆轴扭转的外力扭矩与内力扭矩计算,会做扭矩图;掌握剪切胡克定律与剪应力互等定理;掌握扭转应力与变形,强度与刚度的分析计算方法及扭转变形能计算,了解非圆截面杆的扭转应力与变形分析方法。

四弯曲内力
了解受弯杆件简化方法;掌握梁的内力计算方法,熟练绘制剪力图、弯矩图;掌握载荷、剪力、弯矩的关系并用于绘制剪力弯矩图;了解叠加法做内力图和刚架、曲杆的内力图作法。

五截面的几何性质
掌握静矩与形心的定义,组合截面的静矩与形心计算;掌握惯性矩、惯性积的定义与平行移轴公式,会计算组合截面的惯性矩、惯性积;了解转轴公式,掌握主轴与主矩的概念和求法。

六弯曲应力
掌握纯弯曲下横截面正应力建立理论,掌握横力弯曲下正应力的计算与正应力强度条件;掌握切应力理论的建立与切应力强度条件,了解薄壁截面梁的最大切应力计算;掌握梁的合理设计与提高弯曲强度措施;了解弯曲中心的概念。

七梁弯曲时的位移
掌握梁的位移定义与相互关系;了解梁的挠曲线近似微分方程建立方法,掌握积分法求梁的位移;熟练掌握叠加法求梁的位移方法;掌握梁的刚度校核及梁的应变能计算。

八简单超静定问题
了解超静结构的特点,掌握超静定问题的概念、判定与基本解法;掌握拉压、扭转、弯曲一次超静定问题的分析与解法;了解温度应力、装配应力、支座沉陷等情况的分析计算方法。

九应力状态与强度理论
掌握应力状态的概念与平面应力分析的解析法,了解平面应力分析的图解法;了解平面应变分析和空间应力状态,掌握简单空间应力状态的主应力、最大剪应力求法;掌握广义胡克定律及其应用,了解体应变、比能的概念与计算;掌握强度理论的建立原理,熟悉常用的4个强度理论及使用条件。

十组合变形
掌握组合变形问题的分析方法;掌握两相互垂直平面内的弯曲,拉伸与弯曲,偏心拉伸,扭转与弯曲等组合变形的应力分析与强度计算;了解截面核心(土建专业)的概念与确定方法;掌握连接件的实用计算方法。

十一压杆稳定
理解压杆稳定和临界力的概念;理解两端铰支细长中心压杆临界力的建立原理,掌握不同杆端约束下细长压杆临界力、临界应力计算的欧拉公式,理解长度系数的意义;理解柔度的意义,了解临界应力总图;掌握压杆稳定计算的安全因数和折减系数法(土建专业)。

十二能量方法
理解能量方法的概念,掌握构件变形能的计算方法,理解卡氏定理的建立原理,会用卡氏第二定理或单位力法(选讲)求结构位移,会用能量法解超静定问题。

十三动荷载、交变应力
了解动荷载的概念,掌握构件匀加速直线运动和匀速转动的应力计算;掌握冲击荷载的应力与变形计算;了解冲击韧性的概念;了解交变应力、疲劳破坏和疲劳极限的概念与疲劳强度计算方法。

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