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1、Chapter1 Preface,,第一章 緒 論,劉鴻文 浙江大學教授。長期從事固體力學教學工作。曾任教育部教材編審委員會委員，國家教委（教育部）工科力學課程教學指導(dǎo)委員會主任委員兼材料力學課程教學指導(dǎo)組組長。 著作有:材料力學,高等材料力學,板殼理論,材料力學教程,材料力學實驗,簡明材料力學等.,材料力學第二版于1987年被評為全國高等學校優(yōu)秀教材獲國優(yōu)獎.材料力學第三版于1997年獲國家級教學成果一等獎，并獲國家科技進步二等獎.,第一章 緒 論 (Preface),1-1 材料力學的任務(wù)及研究對象(The tasks and research objects of mechani
2、cs of materials),1-2 變形固體的基本假設(shè)(The basic assumptions of deformable body ),,,1-3 力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念 ( Basic concepts of force、stress、 strain and displacement),,1-4 桿件變形的基本形式 (The basic forms of deformation),,引言(Introduction),,20世紀以前,在力學知識的積累、應(yīng)用和完善的基礎(chǔ)上,逐漸形成和發(fā)展起來的蒸汽機、內(nèi)燃機、鐵路、橋梁、艦船、兵器等大型工業(yè)推動了近代科學技術(shù)和社會的
3、進步.,引 言,17世紀前后,19世紀初,撲翼飛機,巨大雙翼飛機,滑翔機,飛艇,我國祖先的功績,塔高65.86米，距今已有近前年歷史，雖然歷經(jīng)近前年的風雨侵蝕和多次地震、炮擊的重創(chuàng)，至今仍巍然聳. 用現(xiàn)代力學的觀點看，構(gòu)件的受力特性都較好。,山西應(yīng)縣佛宮寺,20世紀產(chǎn)生的、諸多高新技術(shù)，如高層建筑、大跨度懸索橋、海洋平臺、精密儀器、機器人、高速列車以及大型水利工程等許多重要工程更是在力學指導(dǎo)下得以實現(xiàn)，并不斷發(fā)展完善的。,高層建筑,高層建筑,高層建筑,海洋石油鉆井平臺,車輛與機械,車輛與機械,車輛與機械,橋 梁,美國金門大橋 （懸索橋，1280米）,道路與造橋,澳 門 橋,我國著名橋梁,南京
4、長江大橋,上海南浦大橋,大型水利工程設(shè)施,大量中、外力學專家為力學的發(fā)展 作出了突出的貢獻，這里只簡單介紹部 分力學專家.,達芬奇說：“力學是數(shù)學的樂園，因為我們在這里獲得了數(shù)學的果實.”,達芬奇,伽利略,伽利略創(chuàng)建了材料力學,,1-1 材料力學的任務(wù)及研究對象 The tasks and research objects of mechanics of materials,,一、任務(wù) (task),材料力學是研究構(gòu)件承載能力的一門學科。,承載能力 (carrying capacity ),強度（strength),剛度（stiffness),穩(wěn)定性（stability),1.強
5、度（strength),構(gòu)件抵抗破壞的能力,3.穩(wěn)定性（stability):,構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力,材料力學的任務(wù),在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟的代價，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料，而提供必要的理論基礎(chǔ)和計算方法。,二、研究對象(research objects),1.構(gòu)件(element),2.構(gòu)件的分類 (classification of elements),(bar),材料力學以“梁、桿”為主要研究對象（the main research objective in mechanics of materials include axially-load
6、ed bars, shafts, beams, and columns),工程中多為梁、桿結(jié)構(gòu),,1-2 變形固體的基本假設(shè)(The basic assumptions of deformable body ),一、連續(xù)性假設(shè) (continuity assumption),物質(zhì)密實地充滿物體所在空間，毫無空隙。,二、均勻性假設(shè)（homogenization assumption),物體內(nèi)，各處的力學性質(zhì)完全相同。,三、各向同性假設(shè)（isotropy assumption),組成物體的材料沿各方向的力學性質(zhì)完全相同。,四、小變形假設(shè)（neglecting deformation assumpt
7、ion),材料力學所研究的構(gòu)件在載荷作用下的變形與原始尺寸 相比甚小，故對構(gòu)件進行受力分析時可忽略其變形。,,一、外力（external force),1. 按作用方式分,體積力 （body force),表面力 (surface force ),集中力(concentrated force),分布力(distributed force),2. 按隨時間變化分,靜載荷（static load),動載荷 (dynamic load),交變載荷（alternate load),沖擊載荷（impact load),1-3 力、應(yīng)力、應(yīng)變和位移的基本概念 ( Basic concepts of for
8、ce, stress, strain, and displacement),1.定義： 指由外力作用所引起的、物體內(nèi)相鄰部分之間相互作用力（附加內(nèi)力）。,二、內(nèi)力（internal force),2. 內(nèi)力的求法 截面法 (method of sections ),步驟 (procedures for analysis), 截開 在所求內(nèi)力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二.,,m,m,,,代替 任取一部分，其棄去部分對留下部分的作用，用作用在截 面上相應(yīng)的內(nèi)力（力或力偶）代替.,平衡,對留下的部分建立平衡方程，根據(jù)其上的已知外力來計算桿在截開面上的未知內(nèi)力（此時截開面上的內(nèi)力對所留
9、部分而言是外力）.,,,m,m,,三、應(yīng)力（Stress),1.定義 (Definition)：由外力引起的內(nèi)力的集度,2. 應(yīng)力(Stress),平均應(yīng)力,全應(yīng)力（總應(yīng)力）,全應(yīng)力分解為,四 、變形和位移（deformation and displacement),1.變形（deformation）,在外力作用下物體形狀和尺寸發(fā)生改變,2.位移（ displacement）,變形前后物體內(nèi)一點位置的變化,3.應(yīng)變 （strain),度量構(gòu)件一點處的變形程度,平均線應(yīng)變 （mean normal strain),角應(yīng)變 （shearing strain),線應(yīng)變 (normal strain)
10、,,C,O,D,C,D,,軸向拉伸 (axial tension ),(b) 軸向壓縮 (axial compression),1.軸向拉伸和壓縮(axial tension and compression),,1-4 桿件變形的基本形式 (The basic forms of deformation),2.剪切(shear),3.扭轉(zhuǎn)(torsion),4.彎曲 (bending),,材料力學是一門很重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，它與機械、土建、航 空、交通水利等工程密切相關(guān)，他在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著橋 梁作用.,必須要學好材料力學 (We must study Mechanics of Materials hard),入門,,,第一章結(jié)束,
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