第五章第三节应力的概念-第五章第四节位移、变形与.ppt
- 文档编号:30234584
- 上传时间:2023-08-08
- 格式:PPT
- 页数:48
- 大小:2.50MB
第五章第三节应力的概念-第五章第四节位移、变形与.ppt
《第五章第三节应力的概念-第五章第四节位移、变形与.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第五章第三节应力的概念-第五章第四节位移、变形与.ppt(48页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1,材料力学,研究对象:
变形体,2,第五章,材料力学的基本概念,3,材料力学从宏观的角度,研究构件(主要是杆件)在外力(及温度变化)作用下的变形、受力和失效的规律,为构件的合理设计提供必要的理论基础和计算方法。
5.1材料力学的任务,4,刚体及其平衡规律,变形体及其受力状态,5,5.2变形固体的基本假设,1、连续性假设continuousassumption2、均匀性假设homogeneousassumption3、各向同性假设isotropicassumption,力学性能:
材料在外力作用下所表现的性能。
6,1、连续性假设(continuousassumption)含义:
认为组成物体的物质不留空隙的充满了物体的体积。
作用:
可将物体内的一些物理量(如各点的位移等)表示为坐标的连续函数,用微积分等数学工具进行分析。
7,2、均匀性假设homogeneousassumption含义:
认为物体内各点的力学性能相同,不随坐标位置变化。
作用:
可取物体的任意一微小部分来分析或进行材料实验,其结果可以适用于物体的其它各部分。
8,3、各向同性假设isotropicassumption含义:
认为无论沿任何方向,物体的力学性能都是相同的。
作用:
使分析和计算过程变得简单。
沿不同方向力学性能不同的材料,称为各向异性材料。
anisotropicmaterial,9,4、小变形条件,L,P,M=PL,M=P(L-),10,综上所述,在材料力学中,一般将实际构件看作是由连续、均匀和各向同性材料构成的可变形固体。
且其变形很小,以至于不影响外力的作用。
11,5.3内力、截面法,由于外力作用而引起的,构件内部各部分之间的相互作用力的改变量,称为“附加内力”,通常简称为内力。
一、内力,内力,m,m,m,12,在任一截面上,内力是连续分布的分布力系,各点的方向和大小一般不相同。
通常将该截面上的分布内力向截面上的某一指定坐标系简化,将简化后所得的主矢和主矩作为该截面处的内力。
m,m,13,六个内力分量:
轴力-FN剪力-FSy、FSz扭矩-T弯矩-My、Mz,可用六个平衡方程全部求出:
?
平面问题有几个内力分量,14,一截为二弃一留一内力代替平衡求力,二、截面法,P,P,15,例1:
求图式折杆m-m横截面上的内力。
解:
从m-m处截开,取上半部分为研究对象。
P2,m,m,P1,a,b,c,16,一、应力的概念,应力,5.4应力,M,R,17,正应力normalstress,切应力(剪应力)shearstress,应力的单位:
帕斯卡Pa(Nm2)MPa=106Nm2(兆帕)GPa=109Nm2(吉帕),18,二、单向应力和纯剪切,19,三、切应力互等定理,得,切应力互等定理:
在微体的互垂截面上,垂直于截面交线的切应力数值相等,而方向则均指向或离开该交线。
20,5.5变形与应变,变形构件形状或尺寸的改变。
但变形不能反映变形程度的本质。
100m长,1cm2粗的钢索,在100N的力作用下,伸长了0.5mm。
0.04m长,1cm2粗的橡皮杆,在100N的力作用下,也伸长了0.5mm。
21,一、应变的概念,22,平均正应变,23,x,y,A,C,D,D,B,G,解:
或,C,24,1、拉伸或压缩tensionorcompression,二、杆件变形的基本形式,受力特点:
力的作用线与轴线重合。
变形特点:
轴向伸长(缩短),横向缩小(增大),25,2、剪切shear,受力特点:
大小相值、方向相反、相距很近的平行力变形特点:
相邻截面沿外力作用方向发生相对错动,26,3、扭转torsion,受力特点:
力偶作用面垂直于杆的轴线。
变形特点:
任意两个横截面绕轴线相对转动。
27,4、弯曲bending,受力特点:
由作用在纵截面内的力偶或垂直于轴线的横向力引起。
变形特点:
杆件的轴线由直线变为曲线。
28,5.6胡克定律,构件受力后会发生变形,对于不同的材料,其变形大小不同。
但是对于同一种材料,受力与变形之间存在确定的关系,称为物理关系。
在构件内部各点,物理关系体现为应力应变的关系。
29,、单向受力实验,上述关系称为胡克定律,比例常数称为弹性模量。
30,在求解材料力学的问题中,静力学里力的可传性原理什么时候可以用,什么时候不能用?
图中力的作用点从C处移到E处,对支反力有影响吗?
对哪一段杆的内力和变形有影响?
请思考:
31,第六章,轴向拉伸与压缩,32,6.1轴向拉压的概念和内力,一、轴向拉压的实例与概念,33,34,双压手铆机的活塞机构示意图,35,受力特点:
外力合力作用线与杆轴线重合。
变形特点:
杆件沿轴线方向伸长或缩短。
材料力学中的杆件,如果没说明,通常不计自重。
概念:
轴向载荷;轴向拉伸或轴向压缩;拉压杆或轴向承载杆。
36,轴力-横截面上内力合力的法向分量,(拉),轴力的符号规定:
拉为正,压为负。
二、轴向拉压时横截面上的内力,37,例1试求图示杆件的轴力,并作轴力图。
轴力图-轴力沿轴线方向变化的图线。
解:
1.求支反力R,3.作轴力图,38,6.2拉压杆的应力与圣维南原理,一、横截面上的应力,39,2、变形几何关系,平面假设:
横截面保持平面且仍垂直于轴线(=0)。
、物理关系,
(2),(3),由
(2).(3)式得:
40,非均匀拉伸时横截面上的应力,N=N(x),A=A(x),41,二、斜截面上的应力,应力符号规定:
正应力以拉为正;切应力以绕研究对象顺时针转为正。
横截面:
42,讨论:
3.,轴向拉伸或压缩时,最大正应力在横截面上;最大剪应力在45斜截面上。
43,例2试画出从、两点取出的微分单元体各个面上的应力。
44,三、圣维南原理,45,三、圣维南原理,b,表述方式一:
力作用于杆端的分布方式,只影响杆端局部范围的应力分布,影响区的轴向范围约离杆端12杆的横向尺寸。
法国力学家Saint-Venant(1797-1886),46,表述方式二:
如果把物体的一小部分边界上的面力,变换为分布不同但静力等效的面力(主矢量相同,对于同一点的主矩也相同),那么,近处的应力分布将有显著的改变,但是远处所受的影响可以不计。
P,P,P,P,P/2,P/2,P/2,P/2,47,表述方式三:
如果物体一小部分边界上的面力是一个平衡力系(主矢量和主矩都等于零),那么,这个面力就只会使得近处产生显著的应力,远处的应力可以不计。
P,P,48,请思考:
对于图示承受轴向拉伸的锥形杆上的点A,试用平衡概念分述下列四种应力状态中哪一种是正确的。
作业:
1.21.52.22.3,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 三节 应力 概念 第四 位移 变形