材料力学 Mechanics of materials 赠同学们一句话: 物格而后知至,知至而后意诚,意诚而后心正, 心正而后身修,身修而后家齐,家齐而后国治,国治 而后天下平。自天子以至于庶人,壹是皆以修身为 本 曾子《大学》 格物—至知 诚急 正心 修身—齐家 治国—平天下
1 材 料 力 学 Mechanics of Materials 赠同学们一句话： 物格而后知至， 知至而后意诚，意诚而后心正， 心正而后身修，身修而后家齐，家齐而后国治，国治 而后天下平。 自天子以至于庶人， 壹是皆以修身为 本。 曾子《大学》 格物——至知 —— 诚意 ——正心 —— 修身 ——齐家 —— 治国 ——平天下
第一章绪论 目的 对学科有一个初步的概念上的了解 懂得重要性,引起学习它的兴趣 了解恰当的学习方法 内容 材料力学的任务、作用和地位 基本假设 基本概念 变形的基本形式
2 目的 对学科有一个初步的概念上的了解 懂得重要性，引起学习它的兴趣 了解恰当的学习方法 内容 •材料力学的任务、作用和地位 •基本假设 •基本概念 •变形的基本形式 第一章 绪 论
§1.1材料力学的来龙去脉 本节站在力学史和力学方法论的发展观、自然科 学的价值观上,追根溯源,展望去向,力图使你对于 材料力学有如下的宏观感觉和总体把握 会当凌绝顶。一览众山小 材料力学的由来—学科发展的必然性 材料力学的任务—工程需要的迫切性 材料力学的作用—承前启后的阶段性 四、材料力学的学习—爱学会学的自觉性
3 §1.1 材料力学的来龙去脉 本节站在力学史和力学方法论的发展观、自然科 学的价值观上，追根溯源 ，展望去向，力图使你对于 材料力学 有如下的宏观感觉和总体把握 会当凌绝顶，一览众山小 一、材料力学的由来 —— 学科发展的必然性 二、材料力学的任务 —— 工程需要的迫切性 三、材料力学的作用 —— 承前启后的阶段性 四、材料力学的学习 —— 爱学会学的自觉性
材料力学的由来—学科发展的必然性 你将会确傖:从学科发展观的角度,村料力学的 出现。是力学学科的必然结果 物理和理论力学:运动的一般规律(质点、刚体) 质点:只有质量,没有大小 刚体:有质量,有大小,但没有变形(相对位置不变 变形体:有质量,有大小,有变形(相对位置变化) 变形:物体内部各质点之间的相对位置变化、尺寸和 形状的改变 质点—刚体—变形体,人类的认识深化
4 一、材料力学的由来 —— 学科发展的必然性 你将会确信：从学科发展观的角度，材料力学的 出现，是力学学科的必然结果 物理和理论力学：运动的一般规律（质点、刚体） 质 点：只有质量，没有大小 刚 体：有质量，有大小，但没有变形（相对位置不变） 变形体：有质量，有大小，有变形（相对位置变化） 变形：物体内部各质点之间的相对位置变化、尺寸和 形状的改变 质点 —— 刚体 —— 变形体，人类的认识深化
变形体力学—变形体受力后的运动或变形规律 涉及到变形,理论力学无能为力,材料力学当仁不让 材料力学是变形体力学最早的分支,有最简捷的结果 (1)最简单的模型 (2)最基本的概念 (3)最根本的方法 (4)最典型的结论 特点: 概念多,变形多,公式多,实验多 研究对象—质点?刚体?变形体? 根据相对性
5 变形体力学 —— 变形体受力后的运动或变形规律 涉及到变形，理论力学无能为力，材料力学当仁不让 材料力学是变形体力学最早的分支，有最简捷的结果 （1）最简单的模型 （2）最基本的概念 （3）最根本的方法 （4）最典型的结论 特点： 概念多， 变形多， 公式多， 实验多 • 研究对象 —— 质点？刚体？变形体？ 根据 相对性
材料力学的任务—工程需要的迫切性 工程需要上看,材力是必然产物 材力能成为一门自然科学技术的学科,是人类文 明发展积累的成果 每时每刻,人类都不得不同受力的物体或结构打交道: 从土房、木屋到钢铁塔架、钢筋混凝土大厦 (住) 从人力车、牛马车到火车、汽车、轮船、飞机、火箭 (行) 从打猎用的木棍、竹棒到用蒸汽或用电动的机器 人们(包括你)生活中的一切,无不涉及受力的问题 受力问题的安全?安全与经济?
6 二、材料力学的任务 —— 工程需要的迫切性 工程需要上看，材力是必然产物 材力能成为一门自然科学技术的学科，是人类文 明发展积累的成果 每时每刻，人类都不得不同受力的物体或结构打交道： 从土房、木屋 到钢铁塔架、钢筋混凝土大厦 （住） 从人力车、牛马车 到 火车、汽车、轮船、飞机、火箭 （行） 从打猎用的木棍、竹棒 到 用蒸汽或用电动的机器 （用） 人们（包括你）生活中的一切，无不涉及受力的问题 —— 受力问题的安全？安全与经济？
长江、松花江的堤坝 911的世贸大楼 失事的飞机 日常的衣食住行涉及的结构 它们的第一功能—某方面的第一价值 虽然安全保证不是追求的第一功能,但是 是人类生存的基本功能 材料力学首先回答了安全功能如何保证的问题 也是在解决安全问题中发展起来的 材料力学形成以前,人们已经懂得一些相关知识,并积 累了实践经验 隋代的赵州石桥,经计算,符合现代力学原理
7 长江、松花江的堤坝 911的世贸大楼 失事的飞机 日常的衣食住行涉及的结构 它们的第一功能 —— 某方面的第一价值 虽然安全保证不是追求的第一功能，但是 是人类生存的基本功能 材料力学首先回答了安全功能如何保证的问题 也是在解决安全问题中发展起来的 材料力学形成以前，人们已经懂得一些相关知识，并积 累了实践经验 隋代的赵州石桥，经计算，符合现代力学原理：
河北赵州桥建于140年前(隋朝)跨37.02米、宽 9米、拱高723米,隋允康教授的老师钱令希院士用弹 塑性理论计算,结果——压力线完全通过拱轴
8 河北赵州桥建于1400年前（隋朝）跨37.02米、宽 9米、拱高7.23米，隋允康教授的老师 钱令希院士用弹 塑性理论计算，结果 ——压力线完全通过拱轴
隋允康教授指导博士生用他提出的结构拓扑优化 ICM( Independent Continuous Mapping)方法计算 的结果,完全类似赵州桥的构型。 ■■■■■ 珊辑排排 里置置置置置置置置置■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
9 隋允康 教授指导博士生用他提出的结构拓扑优化 ICM （ Independent Continuous Mapping ）方法计算 的结果，完全类似赵州桥的构型
真正解决问题,还是材料力学形成以后 达芬奇 Leonardo daⅤinci,1452-1519) 伽利略( Galilei,1564-1642) 开始着手解决构件的强度计算问题 从那时起,材料力学在奠基 长期的积累、发展,逐渐完善形成材料力学 材料力学关心的安全体现在 强度( Strength 刚度( Stiffness) 稳定性 (Stability) ●●。●● 10
10 真正解决问题，还是材料力学形成以后 达.芬奇(Leonardo da Vinci, 1452-1519) 伽利略（Galilei, 1564-1642) 开始着手解决构件的强度计算问题 从那时起，材料力学在奠基 长期的积累、发展，逐渐完善形成 材料力学 材料力学关心的安全体现在 —— 强 度 (Strength) 刚 度 (Stiffness) 稳定性 (Stability) …