材料力学的基本概念有哪些要重点的

一、弹性和塑性

在理论力学中，将所研究的物体看作刚体，即在载荷作用下物体不发生变形。但刚体只是一种理想体，实际物体都是变形体，在外力作用下都会或多或少地发生形状和尺寸的改变。材料力学以变形体为研究对象，着重研究物体在载荷作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计构件提供基础理沦和方法。

按变形规律的不同，变形体的变形有弹性变形和塑性变形两种。当载荷不超过某一限度时，多数材料在去除载荷后能恢复原有的形状和尺寸，材料的这种性质称为弹性。去除载荷后能恢复的变形称为弹性变形。当载荷超过一定的限度时，在去除载荷后变形只能部分恢复，而残留一部分变形不能恢复，材料的这种性质称为塑性。不能恢复而残留下来的变形称为塑性变形，也称为永久变形。

二、材料力学的基本任务

机械设备的每一组成部分称为构件，当机械设备工作时，任一构件都会受到载荷的作用。如，船舶航行时，其推进轴系受到柴油机扭矩和螺旋桨推(或拉)力的作川。为保证机械设备的安全，每一构件都应有足够的能力担负起所承受的载荷，这种承载能力主要由以下三个方面来衡量：

1)构件应有足够的强度，以保证构件在工作中不会发生断裂破坏或明显的塑性变形。所谓强度是指构件抵抗破坏(断裂或产生明显的塑性变形)的能力。为保证机械构件或零件的安全工作，首先要求在一定的载荷作用下不发生破坏。例如，起重机钢丝绳不允许被重物拉断，齿轮的轮齿在弯曲和接触应力作用下不发生断裂破坏，船舶传动轴不允许出现裂纹或过大的扭转变形等。

2)构件应具有足够的刚度，以保证构件工作时的弹性变形在规定的限度内。所谓刚度是指构件在外力作用下抵抗变形的能力。构件在载荷作用下，尽管不发生断裂，但如果变形过大，也会影响构件或零什间的配合关系使机械无法正常工作。例如车床主轴变形过大就会影响加工精度，齿轮轴发生过大的弯曲变形就会使齿轮不能正常啮合，并造成轴承不均匀磨损。

3)构件应有足够的稳定性，以使构件在工作时不发生失稳现象。所谓稳定性是指构保持其原有平衡状态的能力。有些机构十的细长直杆，在压力的作用下有被压弯的可能，为保证这些受压杆件的正常工作，要求它们始终保持原有的形态，即要求原有的平衡形态保持不变。如柴油机中的气门顶杆、千斤顶的螺杆、液压装置的活塞杆等。

为提高构件的强度、刚度和稳定性，可选用优质材料或加大构件截面尺寸，但这与降低材料消耗、减少重量和节省成本是矛盾的。材料力学的丰要任务就是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选扦适宜的材料；为构件设计提供必要的理沦基础和计算方法。

三、材料力学的基本假设

组成构件的材料，其微观结构和性能—般都比较复杂。研究构件的受力和变形时，如果考虑这些微观结构上的差异，不仅理论分析中会遇到极其复杂的数学和物理问题，而且在将理论用于工程实际时也会带来极大的不便。为简单起见，在材料力中中，需要对材料作出一些合理的假定。

1．均匀连续性假设

该假设认为在构什所占用的整个体积内，材料无间隙、均匀地分布于构件所占的空间。从微观结构看，材料的粒子当然不是处处连续分布的，但从统计学角度看，只要所考察的构件的几何尺寸足够大，而且所考察的构件中的每一点都是宏观上的点，则可以认为构件的全部休积内材料是均匀、连续分布的。根据这一假定，构什内的受力、变形等力学量可以表示为各点坐标的连续函数，从而有利于建立相应的数学模型。

2．各向同性假设

假没材料沿各个方向具有相同的物理和力学性能。根据这一假设，可川一个参数描写各点在各个方向上的某种力学性能。人多数工程材料虽然微观上不是各向同性的，例如金属材斟，其单个晶粒呈结晶各向异性，但当它们形成多晶体聚集体的金属时，呈随机取向，因而在宏观上表现为各向同性。

3．小变形假设

假设构什在外力作用下所产生的变形与构件本身的尺寸相比是很小的。根据这一假定，当考察变形休的平衡问题时，一般可以略去变形的影响，因而可以直接应用工程静力学方法；即在材料力学中，当讨论平衡问题时，仍将沿用刚体的概念，采用静力平衡方程式求解构件所受的各种外力或约束力。

第二节 载荷、 内力和应力

一、载荷及其分类

作用于机械构件或零件上的各种外力(包括支座力)称为载荷。按作用方式不同，载荷可分为体积载荷和表面载荷。体积载荷是指连续分布于物体内部的每一个质点上的载荷，如整体的重力和惯性力等。表面载荷是指作用于物体表面上的载荷，又可分为分布载荷和集中载荷。连续作用在物体表面面积上的载荷称为分布载荷，如作用在柴油机活塞顶上的燃气压力。作用于船体上的水压力等。有些分布载荷是沿杆件的轴线作用的，称为线载荷，如船体最骨听受的作用力沿轴向分布。若外力的分布面积远小于轴线长度，就可当作是作用于一点的集中载荷，如起货钢丝绳对吊臂的拉力、滚珠轴承对轴的反作用力等。

延伸阅读

怎样才能学好材料力学啊

理论力学是刚体力学，材料力学是变形体力学，联系不是很大。理论力学静力学部分基础好一点会对受力分析有帮助。

首先把静力学搞定，原理就是力的平衡和力矩平衡。简支梁悬臂梁外伸梁这三种最基本的结构先得搞清楚吧，然后组合起来的静定多跨梁应该才能达到考试的难度。先分析附属结构，再分析主要结构，找一两道例题你就明白了。

学会求支座反力之后，下一步算梁的内力。轴力剪力弯矩可以用截面法来算，记住截面切开以后各内力分量的正负号约定，轴力受拉为正，剪力以被切开单元顺时针方向旋转为正，弯矩使梁下侧受拉为正。第二种方法是利用荷载集度微分关注，用求导数或者积分的方式计算内力。

弯曲强度和扭转强度可以放在一起看，推导过程你可以不看，但是公式很像。注意分清楚弯曲的惯性矩和扭转的极惯性矩定义不一样，还有一个容易混淆的就是抵抗矩和惯性矩，查一下概念，看一下例题，明白整个过程就可以。

接下来比较复杂的是弯曲刚度，求梁的挠度，用的是伯努利欧拉梁理论，弯曲刚度乘以挠度的四阶导数等于荷载集度，不停做积分就可以。如果有分段荷载，就要用到转角和位移函数的连续性来求待定系数。

以上基本问题已经解决了，后面的专题部分不知道你们课本讲了多少，我简单说一下。

一点应力状态，这个本质上是二阶张量转换，课本是用几何推导的，把公式记住，记熟。重点应用莫尔圆，主应力可以直接通过求应力矩阵的特征值来计算，简单粗暴。然后再结合广义胡克定律，计算组合受力下某一点任意方向的应变。

接下来，通过主应力的知识，引入四大强度准则，一二没什么特别的，就求最大主应力和主应变就可以。最大切应力是非常简单的一个，在塑形力学推导中有应用。最后一个是畸变能准则，公式巨长，记住就好，这个本质上和正八面体应力中的剪应力有关，也和偏应力张量得第二不变量有关。

最后一个是压杆稳定性，记住欧拉公式，熟悉判断粗短杆，中长杆，和细长杆的法则。

还有一些关于能量法的题目，比如实功，虚功原理，卡氏两大定理。如果题主需要我再来补充。看例题，上述有什么不懂的可以 教材，或者直接拿着这个知识点去问老师。

材料力学认为材料强度失效的基本形式有两种,分别是什么

这两种形势分别为强度破坏及稳定性破坏。 　　强度破坏对应的是强度理论。强度理论是判断材料在复杂应力状态下是否破坏的理论。材料在外力作用下有两种不同的破坏形式：

一是在不发生显著塑性变形时的突然断裂，称为脆性破坏;

二是因发生显著塑性变形而不能继续承载的破坏，称为塑性破坏。破坏的原因十分复杂。 　　稳定性破坏则是指改变其长期稳定的状态。稳定性是指“测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力“通常稳定性是指测量仪器的计量特性随时间不变化的能力。若稳定性不是对时间而言，而是对其他量而言，则应该明确说明。稳定性可以进行定量的表征，主要是确定计量特性随时间变化的关系。通常可以用以下两种方式:用计量特性变化某个规定的量所需经过的时间，或用计量特性经过规定的时间所发生的变化量来进行定量表示。例如:对于标准电池，对其长期稳定性(电动势的年变化幅度)和短期稳定性(3～5天内电动势变化幅度)均有明确的要求；如量块尺寸的稳定性，以其规定的长度每年允许的最大变化量(微米/年)来进行考核，上述稳定性指标均是划分准确度等级的重要依据。

材料力学主要研究哪三个问题

材料力学主要研究构件的应力、变形以及材料的宏观力学性能。

研究内容主要包括：材料的力学性质、结构构件在拉伸、压缩、扭转、弯曲中变形时的强度、刚度；应力状态和应变(单位长度的伸长量称拉伸应变，单位长度的压缩量称压缩应变，此外还有剪应变)状态理论；强度理论；压杆稳定性问题；疲劳强度等。

材料力学是物理吗

是物理的。

材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。一般是机械工程和土木工程以及相关专业的大学生必须修读的课程，学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。材料力学的研究对象主要是棒状材料，如杆、梁、轴等。对于桁架结构的问题在结构力学中讨论，板壳结构的问题在弹性力学中讨论。

材料力学的研究内容主要有哪些

材料力学的研究内容： 　　材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。 　　

1、是材料的力学性能（或称机械性能）的研究，而且也是固体力学其他分支的计算中必不可缺少的依据； 　　

2、是对杆件进行力学分析。杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆(见柱和拱)、受弯曲（有时还应考虑剪切）的梁和受扭转的轴等几大类。杆中的内力有轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。

材料力学的四个能量定理

1、最大拉应力理论（第一强度理论）：

这一理论认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力，无论什么应力状态，只要构件内一点处的最大拉应力σ1达到单向应力状态下的极限应力σb，材料就要发生脆性断裂。于是危险点处于复杂应力状态的构件发生脆性断裂破坏的条件是：

σ1=σb。σb/s=[σ]

所以按第一强度理论建立的强度条件为：

σ1≤[σ]。

2、最大伸长线应变理论（第二强度理论）：

这一理论认为最大伸长线应变是引起断裂的主要因素，无论什么应力状态，只要最大伸长线应变ε1达到单向应力状态下的极限值εu，材料就要发生脆性断裂破坏。

εu=σb/E；ε1=σb/E。由广义虎克定律得：

ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E

所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。

按第二强度理论建立的强度条件为：

σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。

3、最大切应力理论（第三强度理论）：

这一理论认为最大切应力是引起屈服的主要因素，无论什么应力状态，只要最大切应力τmax达到单向应力状态下的极限切应力τ0，材料就要发生屈服破坏。

τmax=τ0。

依轴向拉伸斜截面上的应力公式可知τ0=σs/2（σs——横截面上的正应力）

由公式得：τmax=τ1s=（σ1-σ3）/2。

所以破坏条件改写为σ1-σ3=σs。

按第三强度理论的强度条件为：σ1-σ3≤[σ]。

4、形状改变比能理论（第四强度理论）：

这一理论认为形状改变比能是引起材料屈服破坏的主要因素，无论什么应力状态，只要构件内一点处的形状改变比能达到单向应力状态下的极限值，材料就要发生屈服破坏。

发生塑性破坏的条件为：

所以按第四强度理论的强度条件为：sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]

材料力学三大基本理论

一、应力集中

1、定义

（1）在横截面发生变化的部位，应变规律会发生变化，正应力不均匀分布，孔边正应力达最大值，此现象称为应力集中。k为应力集中系数，为不包括孔的净截面的平均应力。

（2）截面变化越剧烈，应力集中系数越大，理论上可以趋于无穷，截面变化越缓慢，越接近1。

2、现象

（1）金刚石在玻璃上划一道刻痕，玻璃容易解开。

（2）方便面做成锯齿边，易撕开。

（3）工程上如果是变截面的话，尽可能缓慢变化。

（4）塑性材料应力集中依然存在，但得到很大释放，计算时不考虑。

（5）轴向拉伸试件两端与工作段之间光滑过渡，以减轻应力集中，保证变形集中于工作段，破坏也发生在工作段。

二、胡克定律

在正应力σ不超比例极限时，与σ同向的线应变ε与σ成正比，与σ垂直方向的线应变与成正比。

三、圣维南原理

固体受力系作用，若该力系用静力等效力系替代后，则在力系作用位置附近的材料，其变形发生变化，即应变和应力发生变化，而距力系作用位置较远的材料，其变形不发生变化，即应变和应力不发生变化。