2.1 材料力学的基本概念(课件）-高一《机械基础》同步教学（人民邮电版）

第2章 材料力学基础 材料力学的基本概念 2.1 轴向拉伸和压缩 2.2 剪切与挤压 2.3 圆轴扭转 2.4 直梁弯曲 2.5 工程中有各种各样的结构或机械，不管其结构多么复杂，它们都是由一个个构件组合而成的。 任何构件在外力作用下，它的几何形状和尺寸大小都会发生一定程度的改变，如各种机床的刀具、车床的主轴（见图2.1）等，它们在外力增加到一定程度时会发生破坏。 构件的过大变形和破坏，都会影响工程结构的正常工作。为了保证工程结构在载荷作用下正常工作，要求每个构件具有足够的承载能力，承载能力的大小主要由强度、刚度、稳定性3个方面来衡量。 图2.1 车床的主轴 2.1 材料力学的基本概念 2.1.1 构件的承载能力 机械和工程结构都是由许多构件组合而成的，任何一个构件都是用某种材料制成的。 承载能力主要由以下3个方面的指标来衡量，如表2.1所示。 名 称 含 义 指 标 要 求 实 例 强度 构件抵抗破坏的能力 构件承载后不发生破坏时构件应具有的足够强度 起重用的钢丝绳在起吊额定重量的重物时不能断裂；车床主轴在正常工作时不能折断等 刚度 构件抵抗变形的能力 构件承载后不发生过大变形时构件应具有的足够的刚度 如车床主轴在保证足够强度的同时，还需要有足够的刚度，否则过大的变形，会影响工件的加工精度 表2.1 构件安全性指标 稳定性 杆件维持其原有平衡形式的能力 构件应具有足够的稳定性，以保证在规定的使用条件下不丧失稳定性而破坏 螺旋千斤顶中的螺杆和内燃机中配气机构的挺杆当压力增大到一定程度时，杆件就会突然变弯，失去原来的直线平衡形式 2.1.2 材料力学的任务 在设计一个构件时，除了保证构件安全工作外，同时还要考虑经济方面的要求。 2.1.3　杆件变形的基本形式 工程中大多数构件，如轴、丝杠和螺栓等都是纵向尺寸（长度）远大于横向尺寸的材料，在材料力学上将这类构件称为杆。 如果杆的轴线为曲线称为曲杆，如果杆的轴线为直线，称为直杆。 若直杆各横截面都相等，这种杆件称为等横截面直杆。 它是材料力学研究的基本对象。 杆件在不同的受力情况下，会产生各种不同的变形。 基本变形形式有4种，如表2.2所示。 对于工程中比较复杂的杆件变形，也只是这几种基本变形形式的组合。 续表 $