失效：当荷载达到一定某一数值时，构件会因为 变形过大 或发生破坏而失去效用。
所以构件正常安全使用必须有足够的承载能力
——构件必须满足以下三方面的要求
1、强度 2、刚度 3、稳定性
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强度 ：构件在外力作用下抵抗破坏的能力。
图1-5 ta图ca1m-6a 托大架桥
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刚度： 构件在外力作用下抵抗变形的能力。
4.理论分析所得出的结论以及由这些结论所推导出的计算
方法、计算公式是否正确，还需要大量的实验验证和生
实践的验证。
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§1-3 变形固体及其基本假设
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一、刚体和变形固体 理论力学把物体看作──刚体 材料力学把物体看作──变形固体
研究变形体力学的平衡方程时，静力学的原理适用。
注意：刚体模型适用的概念、原理、方法，在研 究变形体模型的内部效应（变形）时不适用。
2、均 匀 性 假 设：构件内各点处的力学性能处处相同。 3、各向同性假设：假设构件内的一点在各个方向上的力学
性能是相同的。 4、线弹性假设：变形可分为弹性变形和塑性变形。假设外力
在一定的范围内，构件只产生弹性变形，并且外力与 变形之间符合线性关系，能够直接利用胡克定律。
5、小变形假设：物体的几何形状及尺寸的改变与其总尺寸相
用 的 方
面积力:
分布力： 到的水压力等均为分布力 集中力： 若外力作用面积远小于物体表
式
面的尺寸，可作为作用于一点
的集中力。如火车轮对钢轨的
压力等
按 静载： 缓慢加载（a≈0）
时
间 动载： 快速加载（a≠0），或冲击加载
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四
内力
外力作用引起构件内部的附加相互作用力。
比是很微小的。
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•小变形
A
δ远小于构件的
δ1
最小尺寸，所以通过节 点平衡求各杆内力时，
C
B δ2
把支架的变形略去不计。 计算得到很大的简化。
F
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§1-4 外力、内力及应力
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外力：
按 体积力:是连续分布于物体内部各点的力
外
力
如物体的自重和惯性力
作
如油缸内壁的压力，水坝受
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材料力学只研究弹性体的力学性质。
与理论力学中刚体相比，适用公理时注意：
力的可传性公理：
变形不等效
力线平移定理：
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变形不等效
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二、变形固体的基本假设
1、连续性假设：假设构成变形固体的物质毫无空隙地完全充 满了固体所占的几何空间。
微观不连续，宏观连续。 根据这个假设，可以引入无限小 概念，可以用连续函数来表、材料力学的任务
航空航天
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四川彩虹桥坍塌
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18
美 国 纽 约 马 尔 克 大 桥 坍 塌
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19
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20
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21
比 萨 斜 塔
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桥梁结构
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二
• 变形： 在荷载作用下，构件的几何形状和尺寸 都要发生一定程度的改变，这种改变称 为变形。
悬臂梁应力分布
简支梁受集中载荷的最大弯矩
等强度梁截面形状 空、实心圆柱抗弯强度比较
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9
法国科学家 库仑 （1736－1806）
通过实验修正了伽利略的错误，提出了最大切 应力强度理论
法国科学家 纳维 1826年著《材料力学》
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10
§1-2 材料力学的研究对象、
任务和研究方法
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2
§1-1 材料力学简史
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3
古代建筑结构
一 传统具有柱、梁、檩PP、T课椽件 的木制房屋结构
4
古代建筑结构
建于唐末（857年）的山西五台山佛光寺东大殿
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5
古代建筑结构
建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔 塔高9层共67.31米，用木材7400吨
900多年来历经数次地PP震T课不件 倒，现存唯一木塔
6
古代建筑结构
2200年以前建造的都江堰安澜索桥
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7
古代建筑结构
建于隋代（605年）的河北赵州桥 桥长64.4米，跨径37.02米，用石2800吨
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8
§1-1 、材料力学简史
材料力学 独立出现可以指导工程设计，解决工程问题
伽利略 Galile
i
15641642
1638年：《关于两种新科学的叙述与证明》
图1-7 钻床
PPT课件 图1-8 机械臂、机械手 26
F1
F2
图1-9 公路桥的主梁
实际上每个构件都是既需满足强度要求又 要满足刚度要求。有些构件还需要满足稳 定性的要求。
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稳定性：构件在外力作用下保持其原有平衡状态 的能力（是否会弯折的问题）。
稳定性主要是针对细长的压杆而言的。例如：自 卸式货车的压杆AB。
图1-9 自PP卸T课件式货车
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图 1-10 挖土机中的杆BC
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构件的承载能力与下列因素有关：
材料性质：如木材，钢铁； 尺 寸：大、小； 形 状：空心、实心；平放、竖放。 从安全角度考虑：优质材料，构件尺寸粗大；
矛盾 从经济角度考虑：节省材料，减少成本，减轻自重。
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具体地说，材料力学的任务是研究构件 受力以后的变形和破坏的规律，为设计构件 提供强度、刚度和稳定性的计算依据，力求 使设计的构件既经济又安全、适用。
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三、材料力学的研究方法
材料力学采用的是 实验─假设─理论分析─试
验验证的研究方法。
1.通过实验来观察事物的具体现象，以求通过具体现象来 探求事物的本质。
2.在实验基础上，略去次要因素，保留主要因素，从而建 立假设，把问题抽象化，用理想的力学模型来代替实际 的问题。
3.建立了力学模型后，用数学和力学进行理论上的分析。
第一章 绪论
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本章主要介绍材料力学的研究对象、任务和 研究方法，变形固体的基本概念及其基本假设， 杆件在荷载作用下的变形形式。
1.1 材料力学简史
1.2 材料力学的研究对象、任务和研究方法
1.3 变形固体及其基本假设 1.4 外力、内力及应力 1.5 位移、变形及应变 1.6 杆件的变形形式
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一、材料力学的研究对象
• 结构：建筑物中承受荷载而起骨架作用的部分。
• 如: 屋架 桥梁，
•
铁塔 输电线塔。
• 构件：组成结构的单个部件。 • 荷载：作用于建筑物或结构上的外力和重量。
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屋架
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桥梁
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铁塔
输电线塔
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材料力学的研究对象是有工程材料 制成的、在荷载作用下的构件。