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《材料力学复习》ppt课件

材料力学概述

材料力学基础知识

材料力学基本理论

材料力学中的能量方法

材料力学中的稳定性问题

材料力学实验与实践

contents

目

录

01

材料力学概述

总结词：基础概念

详细描述：材料力学是一门研究材料在各种力和力矩作用下的行为的学科，主要关注材料在受力时的变形、强度、刚度和稳定性等特性。

总结词：历史背景

详细描述：材料力学的发展可以追溯到古代，随着工程技术的进步和科学理论的不断完善，材料力学逐渐形成了完整的学科体系。其发展历程包括经典力学理论、近代力学理论和现代力学理论等阶段。

总结词：实际应用

详细描述：材料力学在工程领域中具有广泛的应用价值，如建筑、机械、航空航天、交通运输等。材料力学为工程设计和安全性分析提供了理论基础，确保了工程结构的可靠性和安全性。

02

材料力学基础知识

硬度

材料抵抗表面压入的能力。

韧性

材料吸收能量的能力，即抵抗冲击和震动的能力。

强度

材料抵抗破坏的能力。

弹性

材料在受到外力作用时发生形变，外力消失后能恢复原状的性质。

塑性

材料在受到外力作用时发生形变，外力消失后不能恢复原状，但不会破裂的性质。

单位面积上的内力，表示物体内部相互作用的程度。

应力

在受力物体中，由于局部结构的不连续或外部几何形状的不连续所引起的应力显著增高的现象。

应力集中

材料在受力时发生的形变程度。

应变

材料在弹性范围内所能承受的最大应力。

弹性极限

材料开始发生屈服变形的应力。

屈服点

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胡克定律

在弹性范围内，应力和应变之间呈线性关系，表示为σ=Eε。其中σ为应力，E为弹性模量，ε为应变。

几何方程

描述应变和位移之间的关系，表示为ε=∂u/∂x,γ=∂u/∂y+∂v/∂x。其中u,v,w为位移分量，x,y,z为坐标分量，ε为应变分量，γ为剪应变分量。

物理方程

描述应力与应变之间的关系，根据不同的材料性质，有不同的物理方程。对于线性弹性材料，有σ=D*(ε1+ε2+ε3)。其中D为弹性矩阵，ε1,ε2,ε3为应变分量。

平衡方程

物体内部各点的应力分量之和为零，表示为∑Fi=0。其中Fi为各方向的力。

03

材料力学基本理论

轴向拉压是材料力学中最基础的概念之一，主要研究材料在轴向拉压作用下的应力与应变关系。

当材料受到轴向拉伸或压缩时，会产生相应的拉压应力，并伴随着应变的产生。在弹性范围内，应力和应变之间呈线性关系，遵循胡克定律。

详细描述

总结词

总结词

剪切和扭转是材料力学中研究材料在剪切和扭转作用下的应力与应变关系的两个重要概念。

详细描述

剪切应力是指材料在相互垂直的两个平面上所受到的沿斜向的力，而扭转应力则是指材料在扭转变形时所受到的力。剪切和扭转应力与应变之间也存在一定的关系，可以通过实验测定。

弯曲是材料力学中研究材料在弯曲作用下的应力与应变关系的概念。

总结词

当材料受到弯曲作用时，会在弯曲的横截面上产生弯曲应力，同时伴随着应变的产生。弯曲应力的大小和分布与材料的弯曲形状、截面尺寸等因素有关。

详细描述

VS

组合变形是材料力学中研究材料在多种变形作用下的应力与应变关系的概念。

详细描述

在实际工程中，许多结构往往同时受到拉伸、压缩、剪切、扭转等多种变形作用，这种多种变形同时存在的现象称为组合变形。组合变形的应力与应变分析需要考虑各种变形之间的相互影响和相互作用。

总结词

04

材料力学中的能量方法

对于一个处于平衡状态的线性弹性系统，如果作用在系统上的外力所做的总虚功等于内力的总虚功，则系统的势能将保持不变。

在保守系统中，平衡状态是余能最低的状态。也就是说，当一个系统从某个状态变化到平衡状态时，其余能会减小，且达到最小值。

虚位移原理

最小余能原理

05

材料力学中的稳定性问题

稳定性问题的定义

稳定性问题是指在外力作用下，物体的平衡状态是否稳定的问题。如果物体受到微小的扰动后能够恢复到原来的平衡状态，则称该平衡状态是稳定的；反之，如果物体受到微小的扰动后不能恢复到原来的平衡状态，则称该平衡状态是不稳定的。

稳定性问题的分类

根据不同的分类标准，稳定性问题可以分为多种类型。根据扰动的大小，可以分为小扰动和大扰动稳定性问题；根据扰动的方向，可以分为横向稳定性和纵向稳定性问题；根据扰动的性质，可以分为线性稳定性和非线性稳定性问题。

静力学方法

通过分析物体的受力情况，判断物体的平衡状态是否稳定。对于简单的稳定性问题，可以通过静力学方法得到解决。

运动学方法

通过分析物体的运动规律，判断物体的平衡状态是否稳定。对于较为复杂的稳定性问题，需要采用运动学方法进行分析。

能量法

通过分析物体的能量变化情况，判断物体的平衡状态是否稳定。能量法是一种较为常用的方法，适用于各种类型的稳定性问题。

桥梁在风、车辆等外力