重庆大学：《材料力学》课程教学资源（教案讲义）第一章 绪论

第一章绪论 、教学目标和教学内容 1.教学目标 明确材料力学的任务,理解变形体的的基本假设,掌握杆件变形的 基本形式。 教学内容 ①材料力学的特点 ②材料力学的任务 ③材料力学的研究对象 ④变形体的基本假设 ⑤材料力学的基本变形形式 二、重点难点 构件的强度、刚度、稳定性的概念:杆件变形的基本形式、变形体的基 本假设。 三、教学方式 采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。 四、建议学时 1.5学时 五、讲课提纲 1、材料力学的任务 材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科 工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。为了保证机械和结 构能安全正常地工作,必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载 能力,承载能力表现为 1.1强度 强度是指构件抵抗破坏的能力。构件在外力作用下不被破坏,表明构件具有足

第一章 绪 论 一、教学目标和教学内容 1．教学目标 明确材料力学的任务，理解变形体的的基本假设，掌握杆件变形的 基本形式。 2．教学内容 ○1 材料力学的特点 ○2 材料力学的任务 ○3 材料力学的研究对象 ○4 变形体的基本假设 ○5 材料力学的基本变形形式 二、重点难点 构件的强度、刚度、稳定性的概念；杆件变形的基本形式、变形体的基 本假设。 三、教学方式 采用启发式教学，通过提问，引导学生思考，让学生回答问题。 四、建议学时 1.5 学时 五、讲课提纲 1、材料力学的任务 材料力学是研究构件强度、刚度和稳定性计算的学科。 工程中各种机械和结构都是由许多构件和零件组成的。为了保证机械和结 构能安全正常地工作，必须要求全部构件和零件在外力作用时具有一定的承载 能力，承载能力表现为 1.1 强度 强度是指构件抵抗破坏的能力。构件在外力作用下不被破坏，表明构件具有足

够的强度。 1.2刚度 刚度是指构件抵抗变形的能力。构件在外力作用下发生的变形不超过某 规定值,表明构件具有足够的刚度 1.3稳定性 稳定性是指构件承受在外力作用下,保持原有平衡状态的能力,构件 在外力作用下,能保持原有的平衡形态,表明构件具有足够的稳定性。 ●材料力学的任务:以最经济为代价,保证构件具有足够的承载能力。通 过研究构件的强度、刚度、稳定性,为构件选择合适的材料、确定合理的截 面形状和尺寸提供计算理论。 2、材料力学的研究对象 2.1研究对象的几何特征 构件有各种几何形状,材料力学的主要研究对象是杆件,其几何特征是 横向尺寸远小于纵向尺寸,如机器中的轴、连接件中的销钉、房屋中的柱、 梁等均可视为杆件,材料力学主要研究等直杆。 2.2研究对象的材料特征 构件都是由一些固体材料制成,如钢、铁、木材、混凝土等,它们在外 力作用下会产生变形,称变形固体。其性质是十分复杂的,为了研究的方 便,抓住主要性质,忽略次要性质材料力学中对变形固体作如下假设: ◆均匀连续性假设:假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质,且体内各点 处的力学性质相同。 ◆各向同性假设:假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。 ◆小变形假设:假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比 是很微小的,称“小变形”。在列平衡方程时,可以不考虑外 力作用点处的微小位移,而按变形前的位置和尺寸进行计算

够的强度。 1.2 刚度 刚度是指构件抵抗变形的能力。构件在外力作用下发生的变形不超过某一 规定值，表明构件具有足够的刚度。 1.3 稳定性 稳定性是指构件承受在外力作用下，保持原有平衡状态的能力，构件 在外力作用下，能保持原有的平衡形态，表明构件具有足够的稳定性。 ⚫ 材料力学的任务：以最经济为代价，保证构件具有足够的承载能力。通 过研究构件的强度、刚度、稳定性，为构件选择合适的材料、确定合理的截 面形状和尺寸提供计算理论。 2、材料力学的研究对象 2.1 研究对象的几何特征 构件有各种几何形状，材料力学的主要研究对象是杆件，其几何特征是 横向尺寸远小于纵向尺寸，如机器中的轴、连接件中的销钉、房屋中的柱、 梁等均可视为杆件，材料力学主要研究等直杆。 2.2 研究对象的材料特征 构件都是由一些固体材料制成，如钢、铁、木材、混凝土等，它们在外 力作用下会产生变形，称变形固体。其性质是十分复杂的，为了研究的方 便，抓住主要性质，忽略次要性质材料力学中对变形固体作如下假设： 均匀连续性假设: 假设变形固体内连续不断地充满着均匀的物质，且体内各点 处的力学性质相同。 各向同性假设: 假设变形固体在各个方向上具有相同的力学性质。 小变形假设: 假设变形固体在外力作用下产生的变形与构件原有尺寸相比 是很微小的，称“小变形”。在列平衡方程时，可以不考虑外 力作用点处的微小位移，而按变形前的位置和尺寸进行计算

3、杆件的几何特征 3.1轴线:截面形心的连线 3.2横截面:垂直于轴线的截面 3.3杆的分类: 4、杆件变形的基本形式 杆件在不同受力情况下,将产生各种不同的变形,但是,不管变形如何复杂 常常是如下四种基本变形或是它们的组合 1.拉伸和压缩:变形形式是由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重 合的一对力引起的,表现为杆件长度的伸长或缩短。如托架的拉杆和压杆受力后 的变形。 2.剪切:变形形式是由大小相等、方向相反、相互平行的一对力引起的 表现为受剪杄件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。如连接件中的螺栓和销 钉受力后的变形。 3.扭转:变形形式是由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对 力偶引起的,表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。如机器中的 传动轴受力后的变形。 4.弯曲:变形形式是由垂直于杆件轴线的横向力,或由作用于包含杆轴的 纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起的,表现为杆件轴线由直线变 为受力平面内的曲线。如单梁吊车的横梁受力后的变形。 杆件同时发生几种基本变形,称为组合变形

3、杆件的几何特征 3.1 轴线：截面形心的连线 3.2 横截面：垂直于轴线的截面 3.3 杆的分类： 4、杆件变形的基本形式 杆件在不同受力情况下，将产生各种不同的变形，但是，不管变形如何复杂， 常常是如下四种基本变形或是它们的组合。 1．拉伸和压缩：变形形式是由大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重 合的一对力引起的，表现为杆件长度的伸长或缩短。如托架的拉杆和压杆受力后 的变形。 2．剪切：变形形式是由大小相等、方向相反、相互平行的一对力引起的， 表现为受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。如连接件中的螺栓和销 钉受力后的变形。 3．扭转：变形形式是由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对 力偶引起的，表现为杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。如机器中的 传动轴受力后的变形。 4．弯曲：变形形式是由垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的 纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起的，表现为杆件轴线由直线变 为受力平面内的曲线。如单梁吊车的横梁受力后的变形。 杆件同时发生几种基本变形，称为组合变形