材料力学:内力与应力,位移、变形与应变,杆件变形
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发布时间：2024-10-24 16:51
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内力分为固有内力与附加内力。固有内力是物质本身的性质所决定的，使各微粒之间保持相对位置，维持构件形状。附加内力则是外力作用于构件时，因构件产生变形而增加的内力，是对变形的抵抗力，随外力增大而增加，但有一定的限度。材料力学中讨论的内力即为这种附加内力。计算方法主要是截面法，通过切开构件，代力，列出平衡方程来求解。
应力是在讨论构件强度问题时引入的概念，通过截面法求得内力后，还需了解内力在截面上的聚集程度。将作用在微小面积上的内力与面积相除，得到的平均值即为应力。应力在国际单位制中的单位为帕斯卡。通常将应力分解为垂直于截面的法向应力和平行于截面的切向应力。
二. 位移、变形与应变
位移是指构件受力变形后，其内部点、线、面的空间位置改变。线位移是某点原位置与新位置之间的连线矢量。角位移是构件内直线或平面旋转的角度。刚性位移是形状不变化的位移，而变形位移考虑了物体的变形。
变形是物体内任意两点相对位置的改变。取微正六面体，边长为∆x，∆y，∆z，称为单元体。基本变形包括线变形和角变形。应变是反应变形程度的量，线应变和剪应变是衡量线变形和角变形的指标。
三. 杆件变形的基本形式
轴向拉伸和压缩表现为沿轴线方向的伸长或缩短。剪切是杆件两部分沿外力作用方向发生相对错动。扭转是任意两个横截面绕轴线的相对转动。平面弯曲表现为杆件轴线由直线变成平面曲线。
四. 材料力学史
铁木辛柯、刘鸿文、钱学森等是材料力学领域的专家，为该领域的发展做出了重要贡献。
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