2019年一級(jí)結(jié)構(gòu)工程師《材料力學(xué)》考點(diǎn)：材料力學(xué)基本概念

材料力學(xué)的一些基本概念

1. 材料力學(xué)的任務(wù)：

解決安全可靠與經(jīng)濟(jì)適用的矛盾。

研究對(duì)象：桿件

強(qiáng)度：抵抗破壞的能力

剛度：抵抗變形的能力

穩(wěn)定性：細(xì)長(zhǎng)壓桿不失穩(wěn)。

2. 材料力學(xué)中的物性假設(shè)

連續(xù)性：物體內(nèi)部的各物理量可用連續(xù)函數(shù)表示。

均勻性：構(gòu)件內(nèi)各處的力學(xué)性能相同。

各向同性：物體內(nèi)各方向力學(xué)性能相同。

3. 材力與理力的關(guān)系, 內(nèi)力、應(yīng)力、位移、變形、應(yīng)變的概念

材力與理力：平衡問題，兩者相同;

理力：剛體，材力：變形體。

內(nèi)力：附加內(nèi)力。應(yīng)指明作用位置、作用截面、作用方向、和符號(hào)規(guī)定。

應(yīng)力：正應(yīng)力、剪應(yīng)力、一點(diǎn)處的應(yīng)力。應(yīng)了解作用截面、作用位置(點(diǎn))、作用方向、和符號(hào)規(guī)定。

變形基本形式：拉伸或壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲。

4. 物理關(guān)系、本構(gòu)關(guān)系

虎克定律;剪切虎克定律：

適用條件：應(yīng)力～應(yīng)變是線性關(guān)系：材料比例極限以內(nèi)。

5. 材料的力學(xué)性能(拉壓)：

一張σ-ε圖，兩個(gè)塑性指標(biāo)δ、ψ，三個(gè)應(yīng)力特征點(diǎn)：

四個(gè)變化階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。拉壓彈性模量E，剪切彈性模量G，泊松比v，

塑性材料與脆性材料的比較：

變形            強(qiáng)度                                抗沖擊                                                          應(yīng)力集中

塑性    材料流動(dòng)、斷裂變形明顯            拉壓#FormatImgID_6#的基本相同

                                                                較好地承受沖擊、振動(dòng)                                                   不敏感

脆性      無(wú)流動(dòng)、脆斷                           僅適用承壓                                                                     非常敏感

6. 安全系數(shù)、 許用應(yīng)力、工作應(yīng)力、應(yīng)力集中系數(shù)

安全系數(shù)：大于1的系數(shù)，使用材料時(shí)確定安全性與經(jīng)濟(jì)性矛盾的關(guān)鍵。過小，使構(gòu)件安全性下降;過大，浪費(fèi)材料。

許用應(yīng)力：極限應(yīng)力除以安全系數(shù)。

塑性材料

脆性材料

7. 材料力學(xué)的研究方法

1) 所用材料的力學(xué)性能：通過實(shí)驗(yàn)獲得。

2) 對(duì)構(gòu)件的力學(xué)要求：以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，運(yùn)用力學(xué)及數(shù)學(xué)分析方法建立理論，預(yù)測(cè)理論應(yīng)用的未來(lái)狀態(tài)。

3) 截面法：將內(nèi)力轉(zhuǎn)化成“外力”。運(yùn)用力學(xué)原理分析計(jì)算。

8.材料力學(xué)中的平面假設(shè)

尋找應(yīng)力的分布規(guī)律，通過對(duì)變形實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、推論確定理論根據(jù)。

1) 拉(壓)桿的平面假設(shè)

實(shí)驗(yàn)：橫截面各點(diǎn)變形相同，則內(nèi)力均勻分布，即應(yīng)力處處相等。

2) 圓軸扭轉(zhuǎn)的平面假設(shè)

實(shí)驗(yàn)：圓軸橫截面始終保持平面，但剛性地繞軸線轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。橫截面上正應(yīng)力為零。

3) 純彎曲梁的平面假設(shè)

實(shí)驗(yàn)：梁橫截面在變形后仍然保持為平面且垂直于梁的縱向纖維;正應(yīng)力成線性分布規(guī)律。

9 小變形和疊加原理

小變形：

① 梁繞曲線的近似微分方程

② 桿件變形前的平衡

③ 切線位移近似表示曲線

④ 力的獨(dú)立作用原理

疊加原理：

① 疊加法求內(nèi)力

② 疊加法求變形。

10 材料力學(xué)中引入和使用的的工程名稱及其意義(概念)

1) 荷載：恒載、活載、分布荷載、體積力，面布力，線布力，集中力，集中力偶，極限荷載。

2) 單元體，應(yīng)力單元體，主應(yīng)力單元體。

3) 名義剪應(yīng)力，名義擠壓力，單剪切，雙剪切。

4) 自由扭轉(zhuǎn)，約束扭轉(zhuǎn)，抗扭截面模量，剪力流。

5) 純彎曲，平面彎曲，中性層，剪切中心(彎曲中心)，主應(yīng)力跡線,剛架，跨度, 斜彎曲，截面核心，折算彎矩，抗彎截面模量。

6) 相當(dāng)應(yīng)力，廣義虎克定律，應(yīng)力圓，極限應(yīng)力圓。

7) 歐拉臨界力，穩(wěn)定性，壓桿穩(wěn)定性。

8)動(dòng)荷載，交變應(yīng)力，疲勞破壞。