机械基础 - 材料力学
机械基础 - 材料力学
执笔刚度
- 抵抗弹性变形的能力
强度
- 在荷载作用下,构件应不至千破坏(断裂或失效),即应具有足够的强度,即抵抗塑性变形的能力
可变行固体的三大假设
连续性假设
- 认为物体在其整个体积内连续地充满了物质而毫无空隙
均匀性假设
- 认为从物体内任意一点处取出的体积单元,其力学性能都能代表整个物体的力学性能
各项同性假设
- 认为材料沿各个方向的力学性能是相同的
杆件的变形形式
内力
- 由外力作用而引起的质点间相互作用力的改变量
轴力
垂直于横截面并通过其形心
轴力图
- 可用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上轴力的数值,从而绘出表示轴力与截面位置关系的图线,称为轴力图
应力
- 杆件截面上内力的分布集度
- 法向分址o称为正应力,切向分点T 称为切应力(也可称为剪应力)
应力集中
- 指受力构件由于外界因素或自身几何形状、外形尺寸发生突变而引起的局部范围内应力显著增大的现象
- 多出现于尖叫、空洞、缺口、沟槽以及又刚性约束处及其邻域
圣维南原理
内容:分布于弹性体上一小块面积(或体积)内的荷载所引起的物体中的应力,在离荷载作用区稍远的地方,基本上只同荷载的合力和合力矩有关;荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布
还有一种等价的提法:如果作用在弹性体某一小块面积(或体积)上的荷载的合力和合力矩都等于零,则在远离荷载作用区的地方,应力就小得几乎等于零
- 作用:处理复杂的力学边界条件
1、圣维南原理是反应局部效应的原理
2、圣维南原理应用的两个前提条件:
(1)简化前后的合力矩和合力基本保持不变
(2)距离满足条件
3、圣维南原理仅仅证明载荷分步对应力的影响
4、圣维南原理里的“载荷”并不仅仅指施加的外力,包括接触力、约束反力等
泊松比
- 是指材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值,也叫横向变形系数
- 它是反映材料横向变形的弹性常数
- 一般的金属材质的泊松比基本在0.23~0.33之间
- G=E/2(1+V)
自由度
Degree of freedom, DOF
用于描述物理场的响应特性
- 单一物理场对应的自由度
物理场 | 自由度 |
---|---|
结构 | 位移、转动 |
热 | 温度 |
电 | 电位 |
流体 | 压力 |
磁场 | 磁位 |
- 磁位:是把单位强度的磁极从参考点(通常是无穷远)移至所考虑的一点时为反抗磁场而必须做的功
四大强度理论
第一强度理论:最大拉应力准则
- 基本观点:材料中的最大拉应力到达材料的正断拉力时,即产生脆性断裂
- 适用范围:铸铁,工具钢,工业陶瓷等多数脆性材料
第三强度理论:最大剪应力准则
- 基本观点:材料中的最大剪应力到达该材料的剪切抗力时,即产生塑性屈服
- 适用范围:低碳钢、铜、软铝等塑性较好材料
第四强度理论:形状改变比能准则
- 基本观点:材料中形状改变比能达到改材料的临界值时,即产生塑性屈服
- 适用范围:它既突出了最大应力对塑性屈服的作用,又考虑了其它两个主应力的影响,它与塑性较好的材料试验结果比第三强度理论符合更好
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