5材料力學的一般概念達芬奇說：“力學是數學的樂園，因為我們在這里獲得了數學的果實。”材料力學材料力學材料力學材料力學5.1材料力學的一般概念5.1.1結構與構件工程實際中，結構與構件的構造是復雜的，完全按照實際情況進行受力分析有較大的難度，有時甚至不可能實現。因此我們要對實際結構和構件進行簡化，要求有兩點：5.1.2計算簡圖的概念建筑物中承受荷載而起骨架作用的部分稱為結構。結構一般有許多單個的結構元件組成，這些結構元件即為構件。如框架結構中的梁、柱；單層工業廠房中的柱，吊車梁等構件。材料力學研究的對象主要是構件，有時會涉及到一些簡單地結構。（1）盡可能地反映構件的真實受力情況；（2）能簡化力學計算。5.2荷載的分類結構或構件其他物體的作用力稱其為外力，外力分為荷載和約束力。一般而言，荷載屬主動力，約束反力屬被動力。結構或構件受到的荷載有多種形式。（1）根據作用時間，可分為恒載和活載。（b）活載

活載是作用在結構或構件上的可變荷載，其大小和作用位置都可能發生變化。如施工荷載，使用期間的人群、設備、風、雪等荷載。（a）恒載

恒載是長期作用在結構和構件上，其大小和作用位置都不會發生變化的荷載。如結構自重、土重。5.2荷載的分類（a）分布荷載

分布荷載是指連續作用在結構或構件的較大面積上或長度上的荷載。其中，分布均勻大小處處相同的分布荷載為均布荷載，如屋面雪荷載、樓面活荷載以及均質等厚度板、等截面梁的自重等都是均布荷載。反之，不具備上述均布荷載特征的分布荷載為非均布荷載，如水池側壁所受的水壓力等。（2）根據荷載分布情況，可分為分布荷載和集中荷載。q（b）集中荷載若荷載作用面積遠小于構件尺寸時，可把荷載看作是集中作用在一點上，稱為集中荷載。集中荷載的單位一般是N或kN。（b）動荷載動荷載是大小、位置或方向隨時間迅速變化的荷載，它能使結構產生明顯的加速度。如地震力、機器工作時對結構的干擾力等屬于動荷載。（a）靜荷載靜荷載是緩慢地加到結構上的荷載，其大小、位置和方向不隨時間變化或變化相對極小。（3）根據荷載作用性質，可分為靜荷載與動荷載。小變形與線彈性范圍ABCFδ1δ2δ遠小于構件的最小尺寸，所以通過節點平衡求各桿內力時，把支架的變形略去不計。計算得到很大的簡化。目錄各向同性與各向異性灰口鑄鐵的顯微組織

彈性體模型的理想化均勻連續問題球墨鑄鐵的顯微組織各向同性與各向異性

彈性體模型的理想化均勻連續問題優質鋼材的顯微組織各向同性與各向異性

彈性體模型的理想化均勻連續問題請判斷下列簡化在什么情形下是正確的，什么情形下是不正確的：

討論請判斷下列簡化在什么情形下是正確的，什么情形下是不正確的：

討論

對于材料和截面形狀一定的桿件，內力越大，變形也就越大。當內力超過一定限度時，桿件就會發生破壞。所以，內力的計算及其在杜件內的變化情況，是分析和解決桿件強度、剛度和穩定性等問題的基礎。

基本概念二、截面法：由于內力存在于桿件內部。為了求出桿件某一截面上的內力，就必用一假想平面，將桿件沿欲求內力的截面截開，分成兩部分，這樣內力就轉化為外力而顯示出來。任取一部分為研究對象，可用靜力平衡條件求內力的大小和方向。這種方法稱為截面法。截面法是計算內力的基本方法。

基本概念截面法的基本步驟：①截開：在所求內力的截面處，假想地用截面將桿件一分為二。②替代：任取一部分，其棄去部分對留下部分的作用，用作用在截開面上相應的內力（力或力偶）代替。③平衡：對留下的部分建立平衡方程，根據其上的已知外力來計算桿在截開面上的未知內力（此時截開面上的內力對所留部分而言是外力）。基本概念三、應力：1.定義：受力構件在某截面上一點處的內力集度。

工程構件，大多數情形下，內力并非均勻分布，集度的定義不僅準確而且重要，因為“破壞”或“失效”往往從內力集度最大處開始。2.應力的表示：PAM①平均應力：②全應力（總應力）：基本概念③全應力分解為：pMa.垂直于截面的應力稱為“正應力”(NormalStress)；b.位于截面內的應力稱為“切應力”(ShearingStress)。（剪應力）基本概念§5.5變形與位移二、位移：物體發生變形后，在物體上的點，直線，面所可能發生的空間位置改變，稱為位移。基本概念yθ一、桿件：我們將長度遠大于橫向尺寸的構件稱為桿件或桿。桿件通常有直桿和曲桿。

塊體§5.6桿件變形的基本形式基本概念桿件上的外力作用方式各種各樣，因而桿件的變形形式也各不相同，但可以把桿件的變形歸納為以下四種基本變形之一，或者某幾種基本變形的組合。這里，先介紹桿件基本變形的受力特征和變形特征。桿件的四種基本變形是：

1．軸向拉伸和壓縮2．剪切3．扭轉4．彎曲二、桿件變形的基本形式：基本概念1．軸向拉伸和壓縮：其受力特點是：作用在桿件的力，大小相等、方向相反，作用線與桿件的軸線重合，因此在這種外力作用下，變形特點是：桿件的長度發生伸長或縮短。起吊重物的鋼索、桁架的桿件、液壓油缸的活塞桿等的變形，都屬于拉伸或壓縮變形。

基本概念

2．剪切：其受力特點是：作用在構件兩側面上橫向外力的合力大小相等、方向相反、作用線相距很近。在這種外力作用下，其變形特點是：兩力間的橫截面發生相對錯動。這種變形稱為剪切變形。工程實際中常用的連接件，如鍵、銷釘、螺栓等都會產生剪切變形。

基本概念3．扭轉：桿件的受力特點是：桿件兩端受到兩個在垂直于軸線平面內的力偶作用，兩力偶大小相等、轉向相反，計算簡圖如圖所示。在這樣一對力偶作用下，其變形特點是：各橫截面繞軸線發生相對轉動，這種變形稱為扭轉變形。此時，任意兩橫截面間有相對角位移，這種角位移稱為轉角。以扭轉變形為主要變形的桿件稱為軸。

基本概念4．彎曲：在通過軸線的平面內，受到垂直于桿件軸線的外力(橫向力)或外力偶作用。在這樣的外力作用下，其變形特點是：桿件的軸線將彎曲成一條曲線，如圖虛線所示。這種變形形式稱為彎曲變形。以彎曲為主要變形的桿件稱為梁。基本概念組合受力與變形

內容

種類

外力特點

變形特點軸向拉伸、

壓縮剪切扭轉平面彎曲四種基本變形基本概念外力作用下，結構必然產生內力和變形。

§5.7材料力學的基本任務基本概念

強度條件：強度是指構件承受荷載或抵抗破壞的能力，所謂強度