PPT《材料力学》

第一章 绪论及基本概念(Ch1.Introduction) §1―2. 材料力学 与生产实践的关系

第一章 绪论及基本概念(Ch1.Introduction) §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 1,概念: 刚体~~~~可变形固体 Rigid Body ~~~~ Deformable Solids 在理论力学中,物体的微小变形对其平衡和运动分析影响很小,可以略去不计,把物体简化为刚体.材料力学是研究构件的强度、刚度和稳定性问题,变形却是主要影响因素,必须加以考虑. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 1,概念: 刚体~~~~可变形固体 Rigid Body ~~~~ Deformable Solids 所以在材料力学中除特别说明以外,都把构件作为可变形固体.可变形固体的性质是复杂的,为了突出研究问题的主要影响因素,略去次要影响因素,以便建立合理的适用的分析理论,必须对可变形固体材料的性质提出简化模型(或称假设) §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 2,基本假设:a,连续(Continuous) b,均匀(Homogeneous) c,各向同性(Isotropic) 各向异性(Anisotropy) 正交各向异性(Orthotropic);

§1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 连续-----是指材料在结构上是密实的、无间隙的.变形前和变形后物体均充满连续介质.因此物体内各力学量如应力、应变和位移都是坐标的连续函数. 均质-----是指变形固体内部各点处的力学性质完全相同.即材料的力学性质与坐标位置无关.最基本的材料性质模型是连续均质介质模型. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 关于材料性质与坐标方向的关系,则有各向同性体、正交各向异性体和各向异性体之分. 各向同性---就是一点处各个方向的力学性质相同,即材料性质与坐标方向无关. 各向异性----就是一点处不同方向的力学性质不相同,即性能是方向的函数. 正交各向异性体----指材料具有三个相互正交的材料性能主方向,在每一主方向上材料性能相同,在不同主方向上材料性能可以不同. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 上述材料性质模型的合理性是从宏观角度来说的.由物质结构理论知道,从微观看,材料是不连续、不均匀和各向异性的.当宏观研究部分的尺寸较微观结构尺寸大得多,且无数微观结构杂乱无章排列时,这种微观上的不连续、不均匀和各向异性对宏观影响就是次要因素了. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 因为无数微结构性质的统计平均值是稳定的.于是把这种物体简化成连续均匀、各向同性体是合理的.(如金属陶瓷、塑料和拌合均匀的混凝土材料.有些材料的微观构造为有序排列,如轧制钢板、顺纹木材或竹材,其宏观性质是正交各向异性的.而冷扭钢丝、纤维杂乱的木材是各向异性材料的实例. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 应该把材料模型看成是在一定条件下符合实际的.它们并不是固定不变的.随着材料科学和对材料研究、认识的深入,材料模型也是发展的.例如构件在制造加工中会存在一些缺陷,造成局部不连续,并在某些情况下对构件的强度造成严重影响,导致早期破坏.这时即使在宏观研究中也必须对局部不连续性加以考虑,而采用局部不连续的介质模型.如断裂力学就是把构件简化为含缺陷的连续体.又如近代发展的高性能复合材料可以根据构件的受力情况和工程的实际需要,设计出宏观非均质的各向异性材料或正交各向异性材料. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) 在以后的讨论中,一般把构件看成连续、匀质、各向同性体.或连续、匀质、正交各向异性体. §1―3. 可变形固体的性质及其基本假设 (Deformable Solids and their Basic Hypotheses) d,小变形要求:材料力学所研究的构件在载荷作用下的变形与原始尺寸相比甚小,故对构件进行受力分析时可忽略其变形. e,线弹性要求 f,平面假设 张春晓: 2001年2月第1次课. §1―4. 材料力学主要研究对象(杆件)的几何特征 1,构件按几何特征分类: a,杆(Bar Rod Shaft Beam):l>