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Chap1 绪论

材料力学:研究构建承载力的一门学科

Note

  • 强度:抵抗破坏的能力
  • 刚度:抵抗变形的能力
  • 稳定性:保持原有平衡状态的能力

Note

  • 连续性假设
  • 均匀性假设
  • 各向同性假设

Note

  • 拉压(轴力 \(F_N\)
  • 剪切(剪力 \(F_S\)
  • 扭转(扭矩 \(T\)
  • 弯曲(剪力 \(F_S\)+ 弯矩 \(M\)

Note

  • 小变形条件
  • 线弹性条件

Note

截、取、代、平 杆截取出来为轴力 梁截取出来为轴力、剪力(左上右下为正)、弯矩(左顺右逆为正)

轴力图口诀:左上右下

轴力拉为正(背离截面,压为负(指向截面) 剪力使隔离体顺时针转动为正 弯矩下侧受拉为正

外力可分为表面力(又分为分布力、集中力、体积力

内力是分布于截面上的一个分布力系

载荷可分为动载荷、静载荷

平均应力:单位面积上内力的平均集度,即

\[p_m=\frac{\Delta F}{\Delta A}\]

应力 \(p\) 可分解为垂直于截面的分量 \(\sigma\)(正应力)和切于截面的分量 \(\tau\)(切应力)

应力:单位面积的内力

\[\sigma=\frac{F_N}{A}\]

平均应变

\[\varepsilon_m=\frac{\Delta s}{\Delta x}\]

线应变 / 应变:单位长度的变形

\[\varepsilon=\lim_{\overline{MN}\rightarrow 0}\frac{\overline{M'N'}}{\overline{MN}} = \lim_{\Delta x\rightarrow 0}\frac{\Delta s}{\Delta x}=\frac{\sigma}{E}\]

其中 E 为弹性模量

切应变 / 角应变

\[\gamma = \lim_{\frac{\overline{MN} \rightarrow 0}{\overline{ML} \rightarrow 0}} (\frac{\pi}{2}-\angle L'M'N')\]

变形:构件的总变形

\[\Delta l=\epsilon l\]

强度校核:\(\sigma\le [\sigma]\) 其中 \([\sigma]\) 为许用应力

下考虑圆截面杆

截面尺寸设计:\(d\ge \sqrt{\frac{4F_N}{\pi [\sigma]}}\)

载荷设计:\(F_N \le \frac{[\sigma]\pi d^2}{4}\)

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