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第二章 材料力学的一些基本 ​

在看清了世界的荒诞与冷峻之后,依然选择报之以歌。 —— Albert Camus

2.1 基本任务 ​

在实际工程中,构件应满足如下需求:

基本任务

  1. 强度要求:在规定载荷作用下的构件不应破坏。
  2. 刚度要求:有足够的抵抗变形的能力。
  3. 稳定性要求:有足够的保持原有平衡形态的能力。

于是,我们需要研究一维杆件的承载能力。

2.2 基本假设 ​

为了研究方便,我们引入一些基本假设来简化模型:

基本假设

  1. 连续性假设:认为组成固体的物质不留间隙地充满了固体的体积。这是对坐标增量进行极限分析的基础。
  2. 均匀性假设:认为固体内处处有相同的力学性能。
  3. 各向同性假设:认为固体的力学性能与方向无关。
  4. 小变形假设:认为变形的尺寸远小于原尺寸。

2.3 基本变形形式 ​

  1. 轴向拉伸或轴向压缩
  2. 剪切
  3. 扭转
  4. 弯曲

2.4 基本研究对象 ​

杆,轴,柱,梁。

2.5 基本概念 ​

2.5.1 内力 ​

内力

变形引起的内部附加力。

内力是由变形引起的,没有变形没有内力。

在理论力学里,因为刚体假设,物体内部不产生变形,所以不考虑内力。

但材料力学研究物体的变形形式,内力的分析就十分重要。

内力的分析方法:

截 取 代 平

2.5.2 应力 ​

若将内力向一点进行简化,由理论力学,我们有平面力系的简化定理,这是可以做到的。

但是,简化后的力矢和力矩只能反应平衡关系,不能体现内力在截面内某一点的强弱程度。于是我们引入内力集度的概念,就是我们所说的应力。

应力

p=lim⁡ΔA→0ΔFΔAp=\lim_{\Delta A\to 0}\frac{\Delta F}{\Delta A}

应力
2.5.3 应变 ​
线应变

图 2.1 线应变示意图

应变

ε=lim⁡Δx→0ΔsΔx\varepsilon=\lim_{\Delta x\to 0}\frac{\Delta s}{\Delta x}

其中,ε\varepsilon 称为沿 xx 方向的线应变或正应变。

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