1、第 5章轴向拉伸与压缩5.1 材料力学基础5.1.1 材料力学的任务w 机械及工程结构中的基本组成部分，统称为构件。w 为了保证构件正常工作，每一构件都要有足够的承受载荷作用的能力，简称为承载能力。w 构件的承载能力，通常由下列三个方面来衡量：w (1)强度。构件抵抗破坏的能力叫作强度。w (2)刚度。构件抵抗变形的能力叫作刚度。w (3)稳定性。构件保持原有平衡状态的能力叫 w 作稳定性。w 为了满足构件在强度、刚度、稳定性三个方面的要求，达到安全可靠的目的，必须为构件选择适当的材料、合理的截面形状和尺寸，同时还必须尽可能地降低材料的消耗量，以符合经济的原则。显然，过分地强调安全，将会导致材
2、料用量的无谓增加，或者不适当地使用优质材料，造成不经济；反之，如果片面地追求经济，就会降低构件的安全可靠性。w 材料力学的任务是：w 研究构件的强度、刚度和稳定性，为构件选择适当的材料、确定合理的截面形状和尺寸提供必要的计算方法和实验技术，以达到既安全又经济的目的。5.1.2 变形固体及其基本假设5.1.2.1 变形固体5.1.2.2 变形固体的基本假设(1)连续均匀假设。(2)各向同性假设。w 材料力学只限于研究物体小变形和弹性变形。所谓小变形，是指构件在外力作用下所产生的变形与构件本身的尺寸相比一般都是非常微小，因此，在研究构件的强度和刚度等问题时，均按构件原来的尺寸和形状进行计算，这便是
3、小变形的理论。小变形理论在材料力学的计算和分析中有着重要意义。弹性变形是指引起构件变形的外载荷撤除以后能够完全消失的形变。工程中构件的变形，一般都属于弹性范围以内的小变形。w 总之，材料力学是将构件的材料看作均匀、连续、各向同性的变形固体，而且主要是按小变形理论在材料弹性范围以内进行研究。5.1.3 杆件变形的基本形式w 所谓杆件，是指长度尺寸远大于其他两个方向尺寸的构件。w 杆件的几何特征可用轴线 (杆件横截面形心的连线 )和垂直于轴线的横截面来表示。轴线为直线的杆件称直杆；横截面的大小和形状完全相同的杆件称为等截面杆。材料力学研究的对象主要是等截面直杆，简称等直杆。w 杆件在外力作用下发生的基本变形有下列四种：w (1)拉伸与压缩。这种变形的特点是杆件在轴线方向发生伸长或缩短。w (2)剪切。这种变形的特点是杆件的横截面间发生相对错动。w (3)扭转。这种变形的特点是杆件的横截面绕其轴线发生相对转动。w (4)弯曲。这种变形的特点是原为直线的轴线变成曲线。
