IIIc03-固体力学的基本概念4.ppt

力学家与材料力学史 Hooke 是英国物理学家。他首次揭示了弹性体变形与力成正比的定律，1676年他在《关于太阳仪和其它仪器的描述》一文中用字谜的形式（ Ceiiinosssttuv ）发表了这一结果。在揭示这一定律的同时，他还作出了利用这一定律来解决许多重要问题的实验。 Robert Hooke ( 1635-1703 ) 他对发现万有引力定律有着重要贡献。 力学家与材料力学史 Young ，英国物理学家。他于1807年在《自然科学与机械技术》的讲义中首次给出了弹性模量的定义。在同一论著中，他说明了剪切也属于一种弹性变形，还说明了非弹性变形等诸多材料力学问题。 Thomas Young ( 1773-1829 ) 他是研究弹性冲击效应的先驱，在光学方面也有许多成果。 力学家与材料力学史 Simeon-Denis Poisson ( 1781-1840 ) Poisson，法国数学家、力学家、物理学家。他在分析力学、天体力学等多方面有重要贡献。 他在 1829 年所发表的《弹性体平衡和运动研究报告》中首次从理论上说明了 Poisson 比。 实际构件与理想构件的差异 物理缺陷：非均匀性 微裂纹 夹渣 空隙… 几何缺陷：尺寸加工误差 荷载的偏心或挪位 初始曲率… 3.5 材料的破坏及构件的失效 3.5.1 构件的强度、刚度和稳定性条件 实际构件与理想构件的差异 物理缺陷：非均匀性 微裂纹 夹渣 空隙… 几何缺陷：尺寸加工误差 荷载的偏心或挪位 初始曲率… 3.5 材料的破坏及构件的失效 3.5.1 构件的强度、刚度和稳定性条件 强度基本要求 安全因数 n﹥1 许用应力 [? ] ( 塑性材料，屈服 ) ( 脆性材料，断裂 ) 或 或 强度 ( 塑性材料 ) ( 脆性材料 ) 3.5 材料的破坏及构件的失效 3.5.1 构件的强度、刚度和稳定性条件 许用变形 [ ? ] 刚度基本要求 稳定性基本要求 或 或 或 刚度 稳定性 稳定临界值 3.5 材料的破坏及构件的失效 安全因数 n﹥1 3.5.1 构件的强度、刚度和稳定性条件 轮轴表面A点的正应力 式中 称为应力幅 交变应力——随时间作周期性变化的应力 3.5.2 构件的疲劳破坏 3.5 材料的破坏及构件的失效 疲劳失效——在交变应力作用下发生的突然断裂现象 1.疲劳现象和特点 ? 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（qi）江县 彩虹桥发生垮塌，造成： 1.疲劳现象和特点 3.5.2 构件的疲劳破坏 3.5 材料的破坏及构件的失效 力学问题: 大部队过桥时不能齐步走？ 人跑步时脚上的力量有多大？ 冲击载荷 与跑步的次数的关系？ 损伤累积与结构寿命 人跑步时脚上的力量有多大？ 脚上的力量 假设人体重量为750N 3000N 3500N 4500N 6000N 12500N 电阻应变仪 应变片 R1 R2 R3 R4 A B C D ?U 电桥 放大器 解调器 振荡器 A / D 转换器 显示器 分析和讨论 应变片的测量结果常用 微应变 来表示，记为 ?? 。 应变片可以直接测量切应变吗？ 电阻应变仪 应变片 电桥 放大器 解调器 振荡器 A / D 转换器 显示器 1 ?? ? 10 ?6 力学家与材料力学史 Augustin-Louis Cauchy（1789-1857） 在研究 Navier 的论文的基础上，他于 1823 年在《弹性体及流体（弹性或非弹性）平衡和运动的研究》一文中首次在连续体的意义下给出了应力和应变的严格定义。 Cauchy，法国数学家、力学家。在近代数学分析和弹论理论方面有许多重要贡献。 各向同性和各向异性 ( isotropy anisotropy ) 各向同性材料和各向异性材料的区别表现在反映材料性能独立的常数个数不同。 3.3.1 材料力学性能的方向性 3.3 材料的力学性能 人们从哪些研究角度去考察材料的力学性能？ 指材料对于荷载所产生的力学和几何上的响应特性 揭示材料力学性能的主要途径是实验 横向各向同性 5 典型的各向异性自然晶体 反映材料的力学 性能