第二章构件的承载能力分析 本章教学内容： 一材料力学引论 了拉伸与压缩 了剪切与挤压 了扭转 梁的弯曲 2023/7/17
2023/7/17 1 本章教学内容： 材料力学引论 拉伸与压缩 剪切与挤压 扭转 梁的弯曲 返回 第二章 构件的承载能力分析
材料力学引论 一、 材料力学的任务 二、变形体的概念 三、构件变形的基本形式 2023/7/17
2023/7/17 2 材料力学引论 一、材料力学的任务 二、变形体的概念 三、构件变形的基本形式 返回
一、材料力学任务 （1)构件：组成机械的零 部件或工程结构中的结构 件统称为构件。 (a)桥式起重机主梁 b)桥式起重机主梁的变形 2023/7/17 >返回
2023/7/17 3 一、材料力学任务 （1）构件：组成机械的零 部件或工程结构中的结构 件统称为构件。 返回
(2) 对构件的三项基本要求 强度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗断裂破坏的 能力。 刚度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力。 如机床主轴变形不应过大，否则影响加工精度。 稳定性：某些构件在特定外载，如压力作用下，具有足 够的保持其原有平衡状态的能力。 2023/7/17 >返同4
2023/7/17 4 （2）对构件的三项基本要求 强度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗断裂破坏的 能力。 返回 刚度：构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力。 如机床主轴变形不应过大，否则影响加工精度。 稳定性：某些构件在特定外载，如压力作用下，具有足 够的保持其原有平衡状态的能力
(3).材料力学的任务 a.研究构件的强度、刚度和稳定性； b.研究材料的力学性能；构件的强度、刚度和稳定性问 题均与所用材料的力学性能有关，因此实验研究和理论 分析是完成材料力学的任务所必需的手段。 c.为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提 供力学方面的依据。 2023/7/17 心版面5
2023/7/17 5 (3).材料力学的任务 a.研究构件的强度、刚度和稳定性； 返回 b.研究材料的力学性能；构件的强度、刚度和稳定性问 题均与所用材料的力学性能有关，因此实验研究和理论 分析是完成材料力学的任务所必需的手段。 c.为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提 供力学方面的依据
二、变形体的概念 1、变形：在载荷作用下，构件的形状或尺过发生变化 称为变形。如图所示梁即产生了变形。 弹性变形((efoio):除去外力后，能恢复的变形。 塑性变形：出去外力后，不能恢复有残余变形的变形。 2、小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比 构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写 出静力平衡方程)时，通常不考虑变形的影响，而仍可 以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理” 如图a所示桥式起重机主架，变形后简图如图1-1b所标，截面最大 垂直位移f一般仅为跨度的1/1500~1/700，B支撑的水平位移△ 则更微小，在求解支承反力R、Rg时，不考虑这些微小变形的影响。 2023/7/17 >返回6
2023/7/17 6 二、变形体的概念 返回 1、变形：在载荷作用下，构件的形状或尺寸发生变化 称为变形。如图所示梁即产生了变形。 弹性变形(elastic deformation)：除去外力后，能恢复的变形。 塑性变形：出去外力后，不能恢复有残余变形的变形。 2、小变形：绝大多数工程构件的变形都极其微小，比 构件本身尺寸要小得多，以至在分析构件所受外力（写 出静力平衡方程）时，通常不考虑变形的影响，而仍可 以用变形前的尺寸，此即所谓“原始尺寸原理” 如图a所示桥式起重机主架，变形后简图如图1-1b所示，截面最大 垂直位移f一般仅为跨度 的1/1500～1/700，B支撑的水平位移Δ 则更微小，在求解支承反力RA、RB 时，不考虑这些微小变形的影响
三、杆件变形的基本形式 1、拉伸和压缩：由大小相等、方向相反、作用线与杆件 轴线重合的一对力所引起。 拉杆 压杆 2023/7/17 心返回 7
2023/7/17 7 三、杆件变形的基本形式 返回 1、拉伸和压缩：由大小相等、方向相反、作用线与杆件 轴线重合的一对力所引起
2、剪切 由大小相等方向相反、相 螺栓 互平行目非常靠近的一对力所 引起，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（图1-11)。 2023/7/17
2023/7/17 8 2、剪切 返回 由大小相等、方向相反、相 互平行且非常靠近的一对力所 引起，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（图1-11）
3、扭转 由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴 的一对力偶所引起，表现为杆件的任意两个横截 面发生绕轴线的相对转动。 联轴器 轴 mx 2023/7/17 >返回9
2023/7/17 9 3、扭转 返回 由大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴 的一对力偶所引起，表现为杆件的任意两个横截 面发生绕轴线的相对转动
4、弯曲 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、方向相反的力偶所引起的， 表现为杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。 7 杆件同时发生 几种基本变形 称为组合变形。 2023/7/17 心返▣10
2023/7/17 10 4、弯曲 返回 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、方向相反的力偶所引起的， 表现为杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。 杆件同时发生 几种基本变形， 称为组合变形