2019年一級結構工程師《材料力學》考點：材料力學基本概念

材料力學的一些基本概念

1. 材料力學的任務：

解決安全可靠與經濟適用的矛盾。

研究對象：桿件

強度：抵抗破壞的能力

剛度：抵抗變形的能力

穩定性：細長壓桿不失穩。

2. 材料力學中的物性假設

連續性：物體內部的各物理量可用連續函數表示。

均勻性：構件內各處的力學性能相同。

各向同性：物體內各方向力學性能相同。

3. 材力與理力的關系, 內力、應力、位移、變形、應變的概念

材力與理力：平衡問題，兩者相同;

理力：剛體，材力：變形體。

內力：附加內力。應指明作用位置、作用截面、作用方向、和符號規定。

應力：正應力、剪應力、一點處的應力。應了解作用截面、作用位置(點)、作用方向、和符號規定。

變形基本形式：拉伸或壓縮、剪切、扭轉、彎曲。

4. 物理關系、本構關系

虎克定律;剪切虎克定律：

適用條件：應力～應變是線性關系：材料比例極限以內。

5. 材料的力學性能(拉壓)：

一張σ-ε圖，兩個塑性指標δ、ψ，三個應力特征點：

四個變化階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。拉壓彈性模量E，剪切彈性模量G，泊松比v，

塑性材料與脆性材料的比較：

變形            強度                                抗沖擊                                                          應力集中

塑性    材料流動、斷裂變形明顯            拉壓#FormatImgID_6#的基本相同

                                                                較好地承受沖擊、振動                                                   不敏感

脆性      無流動、脆斷                           僅適用承壓                                                                     非常敏感

6. 安全系數、 許用應力、工作應力、應力集中系數

安全系數：大于1的系數，使用材料時確定安全性與經濟性矛盾的關鍵。過小，使構件安全性下降;過大，浪費材料。

許用應力：極限應力除以安全系數。

塑性材料

脆性材料

7. 材料力學的研究方法

1) 所用材料的力學性能：通過實驗獲得。

2) 對構件的力學要求：以實驗為基礎，運用力學及數學分析方法建立理論，預測理論應用的未來狀態。

3) 截面法：將內力轉化成“外力”。運用力學原理分析計算。

8.材料力學中的平面假設

尋找應力的分布規律，通過對變形實驗的觀察、分析、推論確定理論根據。

1) 拉(壓)桿的平面假設

實驗：橫截面各點變形相同，則內力均勻分布，即應力處處相等。

2) 圓軸扭轉的平面假設

實驗：圓軸橫截面始終保持平面，但剛性地繞軸線轉過一個角度。橫截面上正應力為零。

3) 純彎曲梁的平面假設

實驗：梁橫截面在變形后仍然保持為平面且垂直于梁的縱向纖維;正應力成線性分布規律。

9 小變形和疊加原理

小變形：

① 梁繞曲線的近似微分方程

② 桿件變形前的平衡

③ 切線位移近似表示曲線

④ 力的獨立作用原理

疊加原理：

① 疊加法求內力

② 疊加法求變形。

10 材料力學中引入和使用的的工程名稱及其意義(概念)

1) 荷載：恒載、活載、分布荷載、體積力，面布力，線布力，集中力，集中力偶，極限荷載。

2) 單元體，應力單元體，主應力單元體。

3) 名義剪應力，名義擠壓力，單剪切，雙剪切。

4) 自由扭轉，約束扭轉，抗扭截面模量，剪力流。

5) 純彎曲，平面彎曲，中性層，剪切中心(彎曲中心)，主應力跡線,剛架，跨度, 斜彎曲，截面核心，折算彎矩，抗彎截面模量。

6) 相當應力，廣義虎克定律，應力圓，極限應力圓。

7) 歐拉臨界力，穩定性，壓桿穩定性。

8)動荷載，交變應力，疲勞破壞。