材料力學(xué)材料力學(xué)緒論第1頁(yè)參考資料主要參考書：《材料力學(xué)(I)》、《材料力學(xué)(II)》， 楊伯源主編，機(jī)械工業(yè)出版社《材料力學(xué)(I)》、《材料力學(xué)(II)》， 單輝祖主編，高等教育出版社《材料力學(xué)(I)》、《材料力學(xué)(II)》（第4版）， 孫訓(xùn)方主編，高等教育出版社，《材料力學(xué)》，范欽珊主編，高等教育出版社，《材料力學(xué)》，蘇翼林主編，天津大學(xué)出版社，《材料力學(xué)》學(xué)習(xí)指導(dǎo)書(配合劉鴻文《材料力學(xué)》（第4版）著譯者:陳乃立、陳倩出版社:高等教育出版社出版時(shí)間: 材料力學(xué)緒論第2頁(yè)1月31日星期三材料力學(xué)簡(jiǎn)史傳統(tǒng)含有柱、梁、檁、椽木制房屋結(jié)構(gòu)古代建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第3頁(yè)1月31日星期三建于唐末（857年）山西五臺(tái)山佛光寺東大殿材料力學(xué)簡(jiǎn)史古代建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第4頁(yè)1月31日星期三建于遼代（1056年）山西應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔塔高9層共67.31米，用木材7400噸900多年來(lái)歷經(jīng)數(shù)次地震不倒，現(xiàn)存唯一木塔材料力學(xué)簡(jiǎn)史古代建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第5頁(yè)1月31日星期三22以前建造都江堰安瀾索橋材料力學(xué)簡(jiǎn)史古代建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第6頁(yè)1月31日星期三建于隋代（6）河北趙州橋橋長(zhǎng)64.4米，跨徑37.02米，用石2800噸材料力學(xué)簡(jiǎn)史古代建筑結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第7頁(yè)1月31日星期三材料力學(xué)

獨(dú)立出現(xiàn)能夠指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)，處理工程問(wèn)題1638年：《關(guān)于兩種新科學(xué)敘述與證實(shí)》伽利略

Galilei1564-1642懸臂梁應(yīng)力分布簡(jiǎn)支梁受集中載荷最大彎矩材料力學(xué)簡(jiǎn)史等強(qiáng)度梁截面形狀空、實(shí)心圓柱抗彎強(qiáng)度比較材料力學(xué)緒論第8頁(yè)1月31日星期三第一部《材料力學(xué)》出現(xiàn)17世紀(jì)以后，技術(shù)革命法國(guó)科學(xué)家納維1826年著《材料力學(xué)》法國(guó)科學(xué)家?guī)靵觯?736－1806）

經(jīng)過(guò)試驗(yàn)修正了伽利略錯(cuò)誤，提出了最大切應(yīng)力強(qiáng)度理論目錄材料力學(xué)簡(jiǎn)史材料力學(xué)緒論第9頁(yè)1月31日星期三世界重大工程事故魁北克大橋崩塌過(guò)程：500600結(jié)果：19000頓鋼材和86名工人掉水中，11人生還時(shí)間：1907地點(diǎn)：美國(guó)人物：特奧多羅·庫(kù)帕材料力學(xué)緒論第10頁(yè)1月31日星期三泰坦尼克客輪淹沒(méi)世界重大工程事故客輪：11層樓高，3個(gè)足球場(chǎng)過(guò)程：船與46000噸重巨大浮冰相撞結(jié)果：共2224人，1513人喪生時(shí)間：194月14日午夜地點(diǎn)：英國(guó)紐芬蘭大淺灘南150公里處材料力學(xué)緒論第11頁(yè)1月31日星期三“長(zhǎng)尾鯊”號(hào)核潛艇失事淹沒(méi)世界重大工程事故情況：長(zhǎng)85米，排水量3750噸，載有薩布羅克反潛導(dǎo)彈，也是當(dāng)初最大核彈。過(guò)程：作下潛300米潛水試驗(yàn)時(shí)，神秘地沉入2300米深海底結(jié)果：129名船員生命（材料故障）時(shí)間：1963年4月10日地點(diǎn)：好望角408公里處材料力學(xué)緒論第12頁(yè)1月31日星期三維昂特壩崩塌世界重大工程事故過(guò)程：水流自維昂特大壩上100米高處直瀉而下，在僅僅幾秒鐘內(nèi)就淹沒(méi)了山谷內(nèi)5個(gè)村莊結(jié)果：4000人喪生時(shí)間：1963年10月9日地點(diǎn)：意大利維昂特河上混凝土拱壩原因：沒(méi)有制訂連續(xù)檢驗(yàn)山坡情況及其加固辦法。1.5億噸泥石材料力學(xué)緒論第13頁(yè)1月31日星期三DC－10客機(jī)失事世界重大工程事故情況：土耳其航空企業(yè)一架美制飛機(jī)從法國(guó)首都巴黎附近奧利機(jī)場(chǎng)起飛，飛機(jī)載著335名旅客、11名機(jī)組人員和大量行李升入4000米高空，飛往英國(guó)倫敦。結(jié)果：8分后爆炸，全部犧牲（艙門設(shè)計(jì)有誤，脫落）時(shí)間：1974年3月3日地點(diǎn)：巴黎材料力學(xué)緒論第14頁(yè)1月31日星期三堪薩斯城飯店坍毀世界重大工程事故情況：夜總會(huì)，1500人結(jié)果：113人死亡，200人受重傷時(shí)間：1981年7月17日地點(diǎn)：美國(guó)堪薩斯城飯店材料力學(xué)緒論第15頁(yè)1月31日星期三“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)失事世界重大工程事故時(shí)間：1986年1月28日中午情況：數(shù)百萬(wàn)美國(guó)人端坐在電視機(jī)前，觀看“挑戰(zhàn)者號(hào)”航天飛機(jī)發(fā)射情景飛機(jī)上：7人——5男2女過(guò)程：升空后只過(guò)了73秒鐘，觀看者就看到了爆炸原因：助推火箭密封裝置出現(xiàn)故障，泄漏出燃料便著了火，火焰很快就擴(kuò)散到了主燃料艙材料力學(xué)緒論第16頁(yè)1月31日星期三國(guó)內(nèi)事故某地即將完工斜拉橋崩塌某地壓力容器爆破事故某重大設(shè)備曲柄斷裂某機(jī)場(chǎng)弦梯在下客時(shí)根部斷裂某市某樓工地施工中屋板塌落材料力學(xué)緒論第17頁(yè)1月31日星期三第一章緒論1.1材料力學(xué)任務(wù)橋梁結(jié)構(gòu)材料力學(xué)緒論第18頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)航空航天第一章緒論材料力學(xué)緒論第19頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)第一章緒論材料力學(xué)緒論第20頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)第一章緒論材料力學(xué)緒論第21頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)構(gòu)件應(yīng)滿足要求：含有足夠強(qiáng)度構(gòu)件在外載作用下，抵抗破壞能力。比如儲(chǔ)氣罐不應(yīng)爆破。（破壞——斷裂或變形過(guò)量不能恢復(fù)）第一章緒論材料力學(xué)緒論第22頁(yè)1月31日星期三斷裂第一章緒論材料力學(xué)緒論第23頁(yè)1月31日星期三第一章緒論顯著塑性變形材料力學(xué)緒論第24頁(yè)1月31日星期三第一章緒論材料力學(xué)緒論第25頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)構(gòu)件應(yīng)滿足要求：含有足夠剛度構(gòu)件在外載作用下，抵抗變形能力。比如機(jī)床主軸不應(yīng)變形過(guò)大，不然影響加工精度。第一章緒論材料力學(xué)緒論第26頁(yè)1月31日星期三第一章緒論顯著彈性變形材料力學(xué)緒論第27頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)構(gòu)件應(yīng)滿足要求：滿足穩(wěn)定性要求構(gòu)件在某種外載作用下，保持其原有平衡狀態(tài)能力。比如柱子不能彎等。第一章緒論材料力學(xué)緒論第28頁(yè)1月31日星期三第一章緒論材料力學(xué)緒論第29頁(yè)1月31日星期三1.1材料力學(xué)任務(wù)研究材料力學(xué)性能研究構(gòu)件強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性等合了解決安全與經(jīng)濟(jì)之間矛盾第一章緒論材料力學(xué)緒論第30頁(yè)1月31日星期三材料力學(xué)與理論力學(xué)關(guān)系理論力學(xué)研究剛體外部效應(yīng)（構(gòu)件受到外力）材料力學(xué)研究變形固體內(nèi)部效應(yīng)（構(gòu)件受到內(nèi)力）及變形。FFFAFBABFFFN第一章緒論材料力學(xué)緒論第31頁(yè)1月31日星期三材料力學(xué)作用——承前啟后階段性后續(xù)力學(xué)（其它變形體力學(xué)）結(jié)構(gòu)力學(xué)，彈性力學(xué)，塑性力學(xué)，斷裂力學(xué),納米力學(xué)，流體力學(xué)后續(xù)專業(yè)課程有利于學(xué)習(xí)其它工程：土木、機(jī)械、航空、航天、交通、運(yùn)輸、材料、生物、工程、儀表等今后工程工作中直接收益第一章緒論材料力學(xué)緒論第32頁(yè)1月31日星期三1.2變形固體基本假定材料力學(xué)分析方法是在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，對(duì)于問(wèn)題作一些科學(xué)假定，將復(fù)雜問(wèn)題加以簡(jiǎn)化，從而得到便于工程應(yīng)用理論結(jié)果與數(shù)學(xué)公式。變形固體：在外力作用下，一切固體都將發(fā)生變形，故稱為變形固體。構(gòu)件普通均由固體材料制成，故構(gòu)件普通都是變形固體。第一章緒論材料力學(xué)緒論第33頁(yè)1月31日星期三1.2變形固體基本假設(shè)連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為整個(gè)物體體積內(nèi)毫無(wú)空隙地充滿物質(zhì)均勻性假設(shè)：認(rèn)為物體內(nèi)任何部分，其力學(xué)性能相同各向同性假設(shè)：認(rèn)為在物體內(nèi)各個(gè)不一樣方向力學(xué)性能相同小變形假設(shè)：材料力學(xué)所研究構(gòu)件在載荷作用下變形與原始尺寸相比甚小，故對(duì)構(gòu)件進(jìn)行受力分析時(shí)可忽略其變形。第一章緒論材料力學(xué)緒論第34頁(yè)1月31日星期三Fαα①②AFA’第一章緒論小變形假設(shè)材料力學(xué)緒論第35頁(yè)1月31日星期三第一章緒論材料力學(xué)中是把實(shí)際材料看作均勻、連續(xù)、各向同性可變性體，且在大多數(shù)場(chǎng)所下局限于彈性變形范圍內(nèi)和小變形條件下進(jìn)行研究。材料力學(xué)緒論第36頁(yè)1月31日星期三1.3外力及其分類四按外力作用方式體積力:是連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)力如物體自重和慣性力面積力如油缸內(nèi)壁壓力，水壩受到水壓力等均為分布力若外力作用面積遠(yuǎn)小于物體表面尺寸，可作為作用于一點(diǎn)集中力。如火車輪對(duì)鋼軌壓力等按時(shí)間分布力：集中力：靜載：動(dòng)載：遲緩加載（a≈0）快速加載（a≠0），或沖擊加載第一章緒論材料力學(xué)緒論第37頁(yè)1月31日星期三1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力概念內(nèi)力：外力作用引發(fā)構(gòu)件內(nèi)部附加相互作用力。求內(nèi)力方法－－截面法第一章緒論1、切2、留3、代4、平材料力學(xué)緒論第38頁(yè)1月31日星期三FSMFFaa1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力概念第一章緒論截面法材料力學(xué)緒論第39頁(yè)1月31日星期三1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力概念第一章緒論一點(diǎn)應(yīng)力：當(dāng)面積趨于零時(shí)，平均應(yīng)力大小和方向都將趨于一定極限，得到應(yīng)力目錄平均應(yīng)力:某范圍內(nèi)單位面積上內(nèi)力平均集度材料力學(xué)緒論第40頁(yè)1月31日星期三應(yīng)力國(guó)際單位為Pa

1N/m2=1Pa（帕斯卡）1MPa=106Pa1GPa=109Pa應(yīng)力總量P能夠分解成:

垂直于截面分量σ(sigma，西格馬)－－正應(yīng)力平行于截面分量τ(tau,套)－－切應(yīng)力1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力概念第一章緒論材料力學(xué)緒論第41頁(yè)1月31日星期三1.4位移、變形及應(yīng)變概念第一章緒論位移線位移角位移變形線變形角變形FC’D’E’AA’CDE材料力學(xué)緒論第42頁(yè)1月31日星期三線（正）應(yīng)變?chǔ)?epsilon,艾普西隆)角（切）應(yīng)變?chǔ)?/p>

(gamma,伽馬)1.4位移、變形及應(yīng)變概念第一章緒論FC’D’E’AA’CDE材料力學(xué)緒論第43頁(yè)1月31日星期三1.6構(gòu)件分類桿件變形基本形式構(gòu)件分類：桿件、板殼*、塊體*第一章緒論材料力學(xué)緒論第44頁(yè)1月31日星期三直桿：折桿：曲桿：等截面直桿、變截面直桿等截面折桿、變截面折桿*等截面曲桿、變截面曲桿*1.6構(gòu)件分類桿件變形基本形式構(gòu)件分類：桿件、板殼*、塊體*桿件第一章緒論材料力學(xué)緒論第45頁(yè)1月31日星