材料力学的任务
1.强度要求
2.刚度要求
3.稳定性要求
三大基本假设
1.连续性假设(巧克力棒是一整根)
2.均匀性假设(糖化开了、调料和开了)
3.各向同性假设(你以任何方向吃巧克力,味道都是一样的)
外力的分类
外力是指来自于构件外部的力。可以分为:集中力、体积力、表面力、分布力。
按照载荷随时间的变化情况,可以分为动载荷、静载荷(其中,冲击载荷是动载荷的一种)。
内力、截面法和应力的概念
物体因为受到外力作用而变形,其内部各部分由于相对位置变化导致的相互作用就是内力。
平均应力有:
$$ p_m=\frac{\Delta F}{\Delta A} $$
其中,$p_m$
表示在一定面积 $\Delta A$
下,单位面积受到的内力品均集度,即平均应力。
而对于某一个点,例如 $C$
点的应力,就有:
$$ \begin{align} p_{\text{point } C} \notag &= \lim_{\Delta A \to 0} p_m \\ \notag &= \lim_{\Delta A \to 0} \frac{\Delta F}{\Delta A} \notag \end{align} $$
值得注意的是,当 $\Delta A \to 0$
时,极限状态下就会变成一个力,而不是一个力和一个力偶。
还有另外一个需要注意的地方,对于平均应力 $p_m$
以及应力 $p$
,使用单位 $pa$
,一般来说使用 $Mpa$
。
变形与形变
内力的分布与固体因外力引起的变形有关,于是我们需要研究一下变形:
$$ \begin{align}\varepsilon _m & = \frac{\Delta s}{\Delta x}\\\notag\\\varepsilon = & \lim_{\Delta x \to 0} \frac{\Delta s}{\Delta x}\end{align} $$
其中,(1)式的 $\varepsilon_m$
表示平均应变(在 $X$
方向上), $\Delta s$
表示形变量。(2)式同理。
杆件变形的主要方式
拉伸和压缩,扭转,弯曲,剪切。在本课程学习过程中,将会依次单独讨论,然后来讨论组合变形方式。