《材料力學(xué)緒論》PPT課件

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1、1材料力學(xué)Mechanicsofmaterials土木工程學(xué)院-力學(xué)系主講教師：楊大方聯(lián)系方式：考試方式：采用閉卷方式考試題型：（填空、選擇、判斷）、計(jì)算考試成績(jī)：卷面成績(jī)（70%）+課后作業(yè)（15%）+出勤率及課堂紀(jì)律（15%）課堂紀(jì)律：1.不要亂講話(huà)；2.不允許缺勤、有事可以請(qǐng)假；3.上課期間手機(jī)一律調(diào)為靜音或振動(dòng)。古代建筑北京奧運(yùn)2008鳥(niǎo)巢埃菲爾鐵塔占地一公頃，除了四個(gè)腳是用鋼筋水泥之外，全身都用鋼鐵構(gòu)成，塔身總重量7000噸?，F(xiàn)代建筑6上海南浦大橋海洋石油鉆井平臺(tái)上海南浦大橋是上海最早建成的越江大橋，全長(zhǎng)8346m,通航凈高46m

2、，5.5萬(wàn)噸級(jí)巨輪可從橋下通過(guò)，主橋設(shè)6條機(jī)動(dòng)車(chē)道，橋面總寬度為30.35m，于1991年底建成通車(chē)。7空間站和航天器8國(guó)防的兵器工業(yè)大型水利工程設(shè)施葛洲壩三峽大壩小浪底都江堰10波音737飛機(jī)汽車(chē)民用生活11第一章緒論及基本概念§1-1材料力學(xué)的任務(wù)§1-2材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系§1-3可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)§1-5桿件變形的基本形式§1-4材料力學(xué)研究對(duì)象（桿件）的幾何特性12§1-1材料力學(xué)的任務(wù)荷載；結(jié)構(gòu)物和機(jī)械由構(gòu)件組成。第一章緒論及基本概念13第一章緒論及基本概念結(jié)構(gòu)物實(shí)例意大利比薩斜塔，是中世紀(jì)歐洲最重要的建筑遺跡之一

3、，即使不傾斜也依然是建筑史上的瑰寶。它始建于1173年，設(shè)計(jì)為垂直建筑，但是在工程開(kāi)始后不久便由于地基不均勻和土層松軟而傾斜，1372年完工，塔身傾斜向東南。由于傾斜程度過(guò)于危險(xiǎn)，比薩斜塔曾于1990年1月7日停止向游客開(kāi)放，經(jīng)過(guò)12年的修繕，斜塔被扶正44cm，基本達(dá)到了預(yù)期的效果，2001年12月15日起再次向游人開(kāi)放。14對(duì)構(gòu)件在荷載作用下正常工作的要求Ⅰ.具有足夠的強(qiáng)度——荷載作用下不斷裂，荷載去除后不產(chǎn)生過(guò)大的永久變形(塑性變形)第一章緒論及基本概念FFaFF鋼筋b15強(qiáng)度問(wèn)題重慶綦江縣彩虹橋事件（1999年1月4日）16美國(guó)的T

4、acoma老橋于1940年11月7日因風(fēng)力引起的振動(dòng)而產(chǎn)生斷裂第一章緒論及基本概念17荷載未作用時(shí)塑形變形示例第一章緒論及基本概念荷載作用下F荷載去除后18塑形變形示例第一章緒論及基本概念19Ⅱ.具有足夠的剛度——荷載作用下的彈性變形不超過(guò)工程允許范圍。荷載未作用時(shí)荷載去除后第一章緒論及基本概念荷載作用下F20第一章緒論及基本概念彈性變形示例21Ⅲ.滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求——構(gòu)件在原有形態(tài)下的平衡應(yīng)保持穩(wěn)定的平衡。第一章緒論及基本概念22毀壞的高壓電線(xiàn)塔（2008年春節(jié)，南方大雪造成很多電線(xiàn)塔失穩(wěn)破環(huán)）穩(wěn)定性問(wèn)題23穩(wěn)定性問(wèn)題2007年1月30日，

5、寧波一18層樓高塔吊突然拗?jǐn)嗖倏毓と藟嬄渌に?4在滿(mǎn)足上述強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求的同時(shí)，須盡可能合理選用材料和降低材料消耗量，以節(jié)約投資。材料力學(xué)包含的兩個(gè)方面理論分析實(shí)驗(yàn)研究測(cè)定材料的力學(xué)性能；解決某些不能全靠理論分析的問(wèn)題——第一章緒論及基本概念25§1-2材料力學(xué)與生產(chǎn)實(shí)踐的關(guān)系趙州橋(石拱橋)595-605年建，充分利用石料的壓縮強(qiáng)度安瀾竹索橋(宋代建)(1964年改為鋼纜承托的索橋)充分利用竹材的拉伸強(qiáng)度第一章緒論及基本概念26通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立理論的初期伽利略(G.Galileo)1638年提出計(jì)算梁強(qiáng)度的公式(但結(jié)論不正確)胡克(R

6、.Hooke)1678年發(fā)表根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出的物理定律——胡克定律第一章緒論及基本概念27材料力學(xué)是隨生產(chǎn)的發(fā)展而建立的關(guān)于強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性計(jì)算的理論。生產(chǎn)實(shí)踐科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料力學(xué)第一章緒論及基本概念28§1-3可變形固體的性質(zhì)及其基本假設(shè)材料在荷載作用下都會(huì)產(chǎn)生變形——尺寸改變和形狀改變——可變形固體。對(duì)可變形固體的基本假設(shè)：1.連續(xù)性假設(shè)——無(wú)空隙、密實(shí)連續(xù)。(1)從受力構(gòu)件內(nèi)任意取出的體積單元內(nèi)均不含空隙；(2)變形必須滿(mǎn)足幾何相容條件，變形后的固體內(nèi)既無(wú)“空隙”，亦不產(chǎn)生“擠入”現(xiàn)象。據(jù)此：第一章緒論及基本概念對(duì)于可變形固體制成的構(gòu)件，在

7、進(jìn)行強(qiáng)度、剛度或穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，通常略去一些次要因素，將它們抽象為理想化的材料，然后再進(jìn)行分析。292.均勻性假設(shè)——各點(diǎn)處材料的力學(xué)性能相同。對(duì)常用工程材料，尚有各向同性假設(shè)。4.小變形假設(shè)——構(gòu)件在承受荷載作用時(shí)，其變形與構(gòu)件的原始尺寸相比甚小，甚至可以略去不計(jì)。第一章緒論及基本概念構(gòu)件進(jìn)行受力分析時(shí)可忽略其變形。因此，在確定構(gòu)件內(nèi)力和計(jì)算應(yīng)力及變形時(shí)，均按構(gòu)件的原始尺寸進(jìn)行分析計(jì)算。3.各向同性假設(shè)——材料沿各個(gè)方向的力學(xué)性能是相同的。30§1-4材料力學(xué)研究對(duì)象（桿件）的幾何特性直桿的主要幾何因素：橫截面、軸線(xiàn)，前者指直桿沿垂直于其長(zhǎng)

8、度方向的截面；后者為所有橫截面形心的連線(xiàn)。第一章緒論及基本概念直桿是縱向（長(zhǎng)度方向）尺寸遠(yuǎn)比橫向（垂直于長(zhǎng)度方向）尺寸要大得多的構(gòu)件。梁、柱和傳動(dòng)軸都可抽象為直桿。等截面曲桿的幾