4材料力学第一章绪论和基本概念课件.ppt

1 工程力学Engineering Mechanics 材料力学的基本任务： 杆件变形的基本形式 组合受力（Combined Loading）与变形 剪切 扭转 Torsion 内容 种类 外力特点 变形特点 轴向拉伸 及压缩 Axial Tension Shear 平面弯曲 Bending 变形（ deformation ）与位移（displacement） 赵州桥 世界上现存最早、跨度最大的空腹式单孔圆弧拱石桥。位于中国河北省赵县，跨洨水。原名安济桥，俗称大石桥。隋开皇十五年至大业元年(595－605年)由匠人李春修建。净跨 37.02 m，矢高7.23 m，桥面宽9 m。拱由28券(窄拱)并列组成。大拱券上两端各建有两个小拱(净跨分别为2.85 m和3.81 m)，以减轻桥身自重和增大泄洪面积。由于桥位良好、基底应力适宜，千余年来虽经多次洪水和地震，桥身基本完好。该桥构思精巧，造型稳重，是世界桥梁史上的杰作。1961年定为中国全国重点文物保护单位。 第一章 绪论及基本概念 安澜索桥 安澜索桥是国家重点文物保护单位，相传始建于李冰建都江堰的战国末期，宋代时重建。历史上这座桥曾毁坏过几次，当时的政府均马上加以重修。这座桥原为一座竹索桥，现已改建成钢索桥，只是表面进行了仿竹木处理。全桥有九墩八孔，长340 m,宽1.4 m ，高13 m。 第一章 绪论及基本概念 胡克（Hooke Robert,1635－1703年) 胡克1635年出生于英格兰怀特岛清水村,1653年到牛津大学作工读生。 1655年成为玻意耳的助手，由于他的实验才能，1662年被任命为皇家学会的实验主持人，1663年获硕士学位，同年被选为皇家学会正式会员，又兼任了学会陈列室管理员和图书管理员。1665年任格雷姆学院几何学教授，1667－1683年任学会秘书并负责出版会刊。1703年在伦敦逝世。 17世纪英国优秀的物理学家和天文学家。他的成就是多方面的。在光学和引力研究方面仅次于牛顿，而作为科学仪器的发明者和设计者，在当时是无与伦比的。 第一章 绪论及基本概念 1665年，胡克提出了光的波动学说，将光振动的传播同水波的传播相比较。1672年，他进一步指出，光振动可以垂直于光传播的方向，他还研究了云母片的颜色，确认光现象随着云母片厚度的变化而变化。 胡克根据弹簧实验的结果，于1678年得出了胡克定律，即在比例极限内，弹性物体的应力与应变成正比。 1674年，胡克根据修正的惯性原理，以及离开太阳的离心力同向着太阳的吸引力之间的平衡，提出了行星运动的理论。 胡克的主要著作有《显微检测法》、《哲学实验与观察》等。 第一章 绪论及基本概念 伽利略（Galileo Galilei,1564－1642年) 意大利物理学家、天文学家。生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭。1581年入比萨大学学医。主张研究自然界必须进行系统的观察和实验，是近代实验科学与机械唯物主义的奠基者之一。通过实验，推翻了向来奉为权威的亚里士多德关于“物体下落的速度和重量成比例”的学说。还发现物体的惯性定律、摆振动的等时性、抛体运行定律，并确定了伽利略相对性原理，因而被认为是经典力学和实验物理的先驱。 第一章 绪论及基本概念 1632年发表《关于两种世界体系对话》，反对托勒密的地心体系，次年遭到罗马教廷异端裁判所判罪判刑。此后他完成了《两种新科学的对话》。他主张：自然之书以数学特征写成。 第一章 绪论及基本概念 * * * * 第一章 绪论和基本概念 为什么要学习材料力学？ 自然要提出如下问题： 1） 每人所承受的压力？ 2） 若扁担的材料、截面尺寸已定，扁担能承载此重物吗？ 3） 扁担的材料已定，若扁担能承载此重物，截面形状、尺寸？ 4） 扁担截面形状、尺寸已定，若扁担能承载此重物，材料？ 5） 扁担弯曲成什么形状？ 6） 材料弯曲程度如何？ 1-1 材料力学的任务 1-4 杆件的几何特性与变形形式 1-3 变形固体的性质与基本假设 1-2 材料力学与生产实践的关系 §1-1 材料力学的任务 结构物和机械由构件组成,组成结构物和机械的单个部分,统称为构件。 对构件在荷载作用下正常工作的要求: Ⅰ. 具有足够的强度——强度:指构件在荷载作用下抵抗破坏(断裂)的能力，不发生意外断裂或显著的塑性变形。 F F a F F 钢 筋 b 大型桥梁 美国的Tacoma老桥于1940年11月7日因风力引起的振动而 产生断裂 荷载未作用时 塑形变形示例 荷载作用下 F 荷载去除后 Ⅱ. 具有足够的刚度——指构件在荷载作用下抵抗变形的