2019年一级结构工程师《材料力学》考点：材料力学基本概念

材料力学的一些基本概念

1. 材料力学的任务：

解决安全可靠与经济适用的矛盾。

研究对象：杆件

强度：抵抗破坏的能力

刚度：抵抗变形的能力

稳定性：细长压杆不失稳。

2. 材料力学中的物性假设

连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。

均匀性：构件内各处的力学性能相同。

各向同性：物体内各方向力学性能相同。

3. 材力与理力的关系, 内力、应力、位移、变形、应变的概念

材力与理力：平衡问题，两者相同;

理力：刚体，材力：变形体。

内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。

应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、和符号规定。

变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

4. 物理关系、本构关系

虎克定律;剪切虎克定律：

适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。

5. 材料的力学性能(拉压)：

一张σ-ε图，两个塑性指标δ、ψ，三个应力特征点：

四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。拉压弹性模量E，剪切弹性模量G，泊松比v，

塑性材料与脆性材料的比较：

变形            强度                                抗冲击                                                          应力集中

塑性    材料流动、断裂变形明显            拉压#FormatImgID_6#的基本相同

                                                                较好地承受冲击、振动                                                   不敏感

脆性      无流动、脆断                           仅适用承压                                                                     非常敏感

6. 安全系数、 许用应力、工作应力、应力集中系数

安全系数：大于1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使构件安全性下降;过大，浪费材料。

许用应力：极限应力除以安全系数。

塑性材料

脆性材料

7. 材料力学的研究方法

1) 所用材料的力学性能：通过实验获得。

2) 对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理论应用的未来状态。

3) 截面法：将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。

8.材料力学中的平面假设

寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。

1) 拉(压)杆的平面假设

实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。

2) 圆轴扭转的平面假设

实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。

3) 纯弯曲梁的平面假设

实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维;正应力成线性分布规律。

9 小变形和叠加原理

小变形：

① 梁绕曲线的近似微分方程

② 杆件变形前的平衡

③ 切线位移近似表示曲线

④ 力的独立作用原理

叠加原理：

① 叠加法求内力

② 叠加法求变形。

10 材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义(概念)

1) 荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力，集中力偶，极限荷载。

2) 单元体，应力单元体，主应力单元体。

3) 名义剪应力，名义挤压力，单剪切，双剪切。

4) 自由扭转，约束扭转，抗扭截面模量，剪力流。

5) 纯弯曲，平面弯曲，中性层，剪切中心(弯曲中心)，主应力迹线,刚架，跨度, 斜弯曲，截面核心，折算弯矩，抗弯截面模量。

6) 相当应力，广义虎克定律，应力圆，极限应力圆。

7) 欧拉临界力，稳定性，压杆稳定性。

8)动荷载，交变应力，疲劳破坏。