力,刚体,运动（平衡）,变形,第4章 变形体力学概述,4.1 变形体力学的任务 4.2 变形固体的基本假设 4.3 内力、截面法和应力的概念 4.4 变形与应变的概念 4.5 构件的分类、 杆件变形的基本形式,一.工程要求,设计,机械 结构,构件的承载能力包括,强度 -构件抵抗 破坏的能力 刚度 -构件抵抗变形的能力 稳定性 -维持原有平衡状态的能力,变形,弹性变形-去掉载荷能恢复的变形,塑性变形-去掉载荷不能恢复的变形,（永久变形，残余变形）,足够的强度-构件在规定的载荷作用下不发,生破坏,足够的刚度-构件在规定的载荷作用下不发,生过大的弹性变形,足够的稳定性-构件在规定的载荷作用下,不失稳,香港青马大桥,南京长江二桥 （斜拉桥，628米）,江阴长江大桥 （悬索桥，1385米）,美国金门大桥 （悬索桥，1280米）,加拿大魁北克大桥,彩虹桥事件,40人死亡； 14人受伤； 直接经济损失631万元。,1999年1月4日，我国重庆市綦江县 彩虹桥发生垮塌，造成：,垮塌前的彩虹桥,垮塌后的彩虹桥,二.任务,保证构件具有足够的承载能力的前提 下，以最经济的代价；,选择适宜的材料； 确定合理的截面形状和尺寸； 提供必要的理论基础和计算方法。,矛盾：安全-经济,为构件,三研究的内容和方法,内容,外力,变形的规律 破坏的规律,材料的力学性质,截面形状和尺寸与承载关系,方法,实验手段 理论分析,几何方面 物理方面 静力方面,1.三方面要求不一定同时都要满足，对具体,的构件一般以一方面为主要条件。,2.有些要求相反。,设计,煤气罐,安全销,（要求是相反的）,有些构件要求产生较大的弹性变形，如,跳水员跳板，轿车弹簧等。,在研究中可能以整体,部分,微块为对象,在方法上要用到数学中的微积分,所以首先要对可变形固体进行一定的假设,1.连续性 2.均匀性 3.各向同性,在静力学中,建立平衡方程,运动方程,动力方程,都是把物体抽象为刚体来进行的,在变形体力学中,不能再把物体看作刚体.变形是客观存在的,当结构的支反力没有求出时,变形是无法求解的,为了应用静力平衡方程,求出支反力,引入小变形原理(原始尺寸原理),应用:应用小变形条件,在利用静力平衡方程求解反力的时候,按原始尺寸(未变形前)来计算.即完全按理论力学的方法求解.,一.内力,方法:,定义：在外力作用下，物体内部相互作用力,的变化量（附加内力）。,特点：外力增大,内力增大,但有限度。,二. 应力,全应力,-拉为正，压为负。,-对体内任一点取矩，顺时针为正,定义：内力的集度,一.变形 位移,构件在外力作用下要产生变形。,例：,. 均为无量纲的量。,一主要研究对象,直杆-轴线为直线，横截面与轴线垂直。,4.5 构件的分类 杆件变形的基本形,二. 杆件变形的基本形式,工程中的构件往往受载都比较复杂,我们,先抓住主要的作用,将构件的受力进行抽象,基,本变形可分为四种。,1. 拉，压,2.剪切,3.扭转,4.弯曲,受力简图：,1. 拉，压,2. 剪切,外力作用特点 ：一对力，大小相等， 方向相反，相距很近。,3. 扭转,4. 弯曲,