巖土工程師輔導(dǎo)資料：材料力學(xué)(1)

　　材料力學(xué)主要研究構(gòu)件在外力作用下的變形、受力與破壞、失效的規(guī)律。為設(shè)計(jì)既安全可靠又經(jīng)濟(jì)合理的構(gòu)件，提供有關(guān)強(qiáng)度、剛度與穩(wěn)定性分析的基本理論與方法。

　　【重點(diǎn)、難點(diǎn)】

　　重點(diǎn)考察基本概念，掌握截面法求軸力、作軸力圖的方法，截面上應(yīng)力的計(jì)算。

　　【內(nèi)容講解】

　　一、基本概念

　　強(qiáng)度——構(gòu)件在外力作用下，抵抗破壞的能力，以保證在規(guī)定的使用條件下，不會(huì)發(fā)生意外的斷裂或顯著塑性變形。

　　剛度——構(gòu)件在外力作用下，抵抗變形的能力，以保證在規(guī)定的使用條件下不會(huì)產(chǎn)生過分的變形。

　　穩(wěn)定性——構(gòu)件在外力作用下，保持原有平衡形式的能力，以保證在規(guī)定的使用條件下，不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

　　桿件——一個(gè)方向的尺寸遠(yuǎn)大于其它兩個(gè)方向的尺寸的構(gòu)件，稱為桿件或簡稱桿。

　　根據(jù)軸線與橫截面的特征，桿件可分為直桿與曲桿，等截面桿與變截面桿。

　　二、材料力學(xué)的基本假設(shè)

　　工程實(shí)際中的構(gòu)件所用的材料是多種多樣的，為便于理論分析，根據(jù)它們的主要性質(zhì)對其作如下假設(shè)。

　　(一)連續(xù)性假設(shè)——假設(shè)在構(gòu)件所占有的空間內(nèi)均毫無空隙地充滿了物質(zhì)，即認(rèn)為是密實(shí)的。這樣，構(gòu)件內(nèi)的一些幾何量，力學(xué)量(如應(yīng)力、位移)均可用坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)表示，并可采用無限小的數(shù)學(xué)分析方法。

　　(二)均勻性假設(shè)——假設(shè)材料的力學(xué)性能與其在構(gòu)件中的位置無關(guān)。按此假設(shè)通過試樣所測得的材料性能，可用于構(gòu)件內(nèi)的任何部位(包括單元體)。

　　(三)各向同性假設(shè)——沿各個(gè)方向均具有相同力學(xué)性能。具有該性質(zhì)的材料，稱為各向同性材料。

　　綜上所述，在材料力學(xué)中，一般將實(shí)際材料構(gòu)件，看作是連續(xù)、均勻和各向同性的可變形固體。

　　三、外力 內(nèi)力與截面法

　　(一)外力--對于所研究的對象來說，其它構(gòu)件和物體作用于其上的力均為外力，例如載荷與約束力。

　　外力可分為：表面力與體積力;分布力與集中力;靜載荷與動(dòng)載荷等。

　　當(dāng)構(gòu)件(桿件)承受一般載荷作用時(shí)，可將載荷向三個(gè)坐標(biāo)平面(三個(gè)平面均通過桿的軸線，其中兩個(gè)平面為形心主慣性平面)內(nèi)分解，使之變?yōu)閮蓚€(gè)平面載荷和一個(gè)扭轉(zhuǎn)力偶作用情況。在小變形的情況下，三個(gè)坐標(biāo)平面內(nèi)的力互相獨(dú)立，即一個(gè)坐標(biāo)平面的載荷只引起這一坐標(biāo)平面內(nèi)的內(nèi)力分量，而不會(huì)引起另一坐標(biāo)平面內(nèi)的內(nèi)力分量。此即小變形條件的疊加法。

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