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材料力學第一版(嚴圣平著)課后答案下載
材料力學是研究材料在各種外力作用下產生的應變、應力、強度、剛度、穩定和導致各種材料破壞的極限。以下是由陽光網小編整理關于材料力學第一版(嚴圣平著)課后答案下載地址,希望大家喜歡!
材料力學定義
固體力學的一個分支,研究結構構件和機械零件承載能力的基礎學科。其基本任務是:將工程結構和機械中的簡單構件簡化為一維桿件,計算桿中的應力、變形并研究桿的穩定性,以保證結構能承受預定的載荷;選擇適當的材料、截面形狀和尺寸,以便設計出既安全又經濟的結構構件和機械零件。
在結構承受載荷或機械傳遞運動時,為保證各構件或機械零件能正常工作,構件和零件必須符合如下要求:①不發生斷裂,即具有足夠的強度;②構件所產生的彈性變形應不超出工程上允許的范圍,即具有足夠的.剛度;③在原有形狀下的平衡應是穩定平衡,也就是構件不會失去穩定性。對強度、剛度和穩定性這三方面的要求,有時統稱為“強度要求”,而材料力學在這三方面對構件所進行的計算和試驗,統稱為強度計算和強度試驗。
為了確保設計安全,通常要求多用材料和用高質量材料;而為了使設計符合經濟原則,又要求少用材料和用廉價材料。材料力學的目的之一就在于為合理地解決這一矛盾,為實現既安全又經濟的設計提供理論依據和計算方法。
材料力學研究內容
在人們運用材料進行建筑、工業生產的過程中,需要對材料的實際承受能力和內部變化進行研究,這就催生了材料力學。運用材料力學知識可以分析材料的強度、剛度和穩定性。材料力學還用于機械設計使材料在相同的強度下可以減少材料用量,優化結構設計,以達到降低成本、減輕重量等目的。
在材料力學中,將研究對象被看作均勻、連續且具有各向同性的線性彈性物體。但在實際研究中不可能會有符合這些條件的材料,所以須要各種理論與實際方法對材料進行實驗比較。
材料力學的研究內容包括兩大部分:一部分是材料的力學性能(或稱機械性能)的研究,材料的.力學性能參量不僅可用于材料力學的計算,而且也是固體力學其他分支的計算中必不可缺少的依據;另一部分是對桿件進行力學分析。桿件按受力和變形可分為拉桿、壓桿(見柱和拱)、受彎曲(有時還應考慮剪切)的梁和受扭轉的軸等幾大類。桿中的內力有軸力、剪力、彎矩和扭矩。桿的變形可分為伸長、縮短、撓曲和扭轉。在處理具體的桿件問題時,根據材料性質和變形情況的不同,可將問題分為三類:
①線彈性問題。在桿變形很小,而且材料服從胡克定律的前提下,對桿列出的所有方程都是線性方程,相應的問題就稱為線性問題。對這類問題可使用疊加原理,即為求桿件在多種外力共同作用下的變形(或內力),可先分別求出各外力單獨作用下桿件的變形(或內力),然后將這些變形(或內力)疊加,從而得到最終結果。
、趲缀畏蔷性問題。若桿件變形較大,就不能在原有幾何形狀的基礎上分析力的平衡,而應在變形后的幾何形狀的基礎上進行分析。這樣,力和變形之間就會出現非線性關系,這類問題稱為幾何非線性問題。
③物理非線性問題。在這類問題中,材料內的變形和內力之間(如應變和應力之間)不滿足線性關系,即材料不服從胡克定律。在幾何非線性問題和物理非線性問題中,疊加原理失效。解決這類問題可利用卡氏第一定理、克羅蒂-恩蓋塞定理或采用單位載荷法等。
在許多工程結構中,桿件往往在復雜載荷的作用或復雜環境的影響下發生破壞。例如,桿件在交變載荷作用下發生疲勞破壞,在高溫恒載條件下因蠕變而破壞,或受高速動載荷的沖擊而破壞等。這些破壞是使機械和工程結構喪失工作能力的主要原因。所以,材料力學還研究材料的疲勞性能、蠕變性能和沖擊性能。
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