1.掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí);
2.掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結(jié)構(gòu)與性能測定及材料應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和基本實(shí)驗(yàn)技能;
3.了解相近專業(yè)的一般原理和知識(shí);
4.熟悉國家關(guān)于材料科學(xué)與工程研究、科技開發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策,國內(nèi)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的法律法規(guī);
5.了解材料物理的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài),以及材料科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r;
6.掌握中外文資料查詢、文獻(xiàn)檢索以及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件,歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫論文,參與學(xué)術(shù)交流的能力。
1.掌握數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面的基本理論和基本知識(shí);
2.掌握材料制備(或合成)、材料加工、材料結(jié)構(gòu)與性能測定及材料應(yīng)用等方面的基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理和基本實(shí)驗(yàn)技能;
3.了解相近專業(yè)的一般原理和知識(shí);
4.熟悉國家關(guān)于材料科學(xué)與工程研究、科技開發(fā)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的政策,國內(nèi)外知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的法律法規(guī);
5.了解材料物理的理論前沿、應(yīng)用前景和最新發(fā)展動(dòng)態(tài),以及材料科學(xué)與工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r;
6.掌握中外文資料查詢、文獻(xiàn)檢索以及運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取相關(guān)信息的基本方法;具有一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件,歸納、整理、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,撰寫論文,參與學(xué)術(shù)交流的能力。
1、全應(yīng)力:pa=σcosα;正應(yīng)力:σa=σcos2α;剪應(yīng)力:τa=(σ/2)*sin2α; 2、變形能:U=PΔ/2 3、過圖形一點(diǎn)使圖形的慣性積為零的一對(duì)正交坐標(biāo)軸,為主慣性軸。
4、剪應(yīng)力:τ=QS/Ib(S是距中性軸為y的橫線與外鴻溝所圍面積對(duì)中性職韃矩),標(biāo)的目的與剪力平行,巨細(xì)沿截面寬度不變,沿高度呈拋物線分布。 對(duì)于等寬度截面,τmax發(fā)生在中性軸上,對(duì)寬度轉(zhuǎn)變的截面,τmax不必然發(fā)生在中性軸上。
5、彎心特點(diǎn):必定在對(duì)稱軸上、僅與截面幾何外形相關(guān)。平面彎曲前提:經(jīng)由過程彎心且浸染面平行于梁的形心主慣性平面。
6、彎曲變形根基公式1/ρ=M/EI 7、斜彎曲中,中性軸不與合成彎矩矢量的方位重合或平行。 合成撓度的方位垂直于中性軸,并不在外力浸染平面內(nèi)。
8、使偏疼壓縮(拉伸)桿截面上只發(fā)生同號(hào)應(yīng)力時(shí),偏疼壓力(拉力)浸染的區(qū)域稱為區(qū)域焦點(diǎn)。當(dāng)偏疼力浸染在截面焦點(diǎn)規(guī)模內(nèi)(含截面焦點(diǎn)周界線)時(shí),截面的中性軸必在截面之外或與截面鴻溝相切。
9、桿件的某個(gè)橫截面上,若各點(diǎn)的正應(yīng)力均為零,則彎矩必為零,軸力必為零。 。
初中物理基本概念概要 一、測量 ⒈長度L:主單位:米;測量工具:刻度尺;測量時(shí)要估讀到最小刻度的下一位;光年的單位是長度單位。
⒉時(shí)間t:主單位:秒;測量工具:鐘表;實(shí)驗(yàn)室中用停表。1時(shí)=3600秒,1秒=1000毫秒。
⒊質(zhì)量m:物體中所含物質(zhì)的多少叫質(zhì)量。主單位:千克; 測量工具:秤;實(shí)驗(yàn)室用托盤天平。
二、機(jī)械運(yùn)動(dòng) ⒈機(jī)械運(yùn)動(dòng):物體位置發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)。 參照物:判斷一個(gè)物體運(yùn)動(dòng)必須選取另一個(gè)物體作標(biāo)準(zhǔn),這個(gè)被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫參照物。
⒉勻速直線運(yùn)動(dòng): ①比較運(yùn)動(dòng)快慢的兩種方法:a 比較在相等時(shí)間里通過的路程。b 比較通過相等路程所需的時(shí)間。
②公式: 1米/秒=3.6千米/時(shí)。 三、力 ⒈力F:力是物體對(duì)物體的作用。
物體間力的作用總是相互的。 力的單位:牛頓(N)。
測量力的儀器:測力器;實(shí)驗(yàn)室使用彈簧秤。 力的作用效果:使物體發(fā)生形變或使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。
物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變是指物體的速度大小或運(yùn)動(dòng)方向改變。 ⒉力的三要素:力的大小、方向、作用點(diǎn)叫做力的三要素。
力的圖示,要作標(biāo)度;力的示意圖,不作標(biāo)度。 ⒊重力G:由于地球吸引而使物體受到的力。
方向:豎直向下。 重力和質(zhì)量關(guān)系:G=mg m=G/g g=9.8牛/千克。
讀法:9.8牛每千克,表示質(zhì)量為1千克物體所受重力為9.8牛。 重心:重力的作用點(diǎn)叫做物體的重心。
規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心。 ⒋二力平衡條件:作用在同一物體;兩力大小相等,方向相反;作用在一直線上。
物體在二力平衡下,可以靜止,也可以作勻速直線運(yùn)動(dòng)。 物體的平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
處于平衡狀態(tài)的物體所受外力的合力為零。 ⒌同一直線二力合成:方向相同:合力F=F1+F2 ;合力方向與F1、F2方向相同; 方向相反:合力F=F1-F2,合力方向與大的力方向相同。
⒍相同條件下,滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多。 滑動(dòng)摩擦力與正壓力,接觸面材料性質(zhì)和粗糙程度有關(guān)。
【滑動(dòng)摩擦、滾動(dòng)摩擦、靜摩擦】 7.牛頓第一定律也稱為慣性定律其內(nèi)容是:一切物體在不受外力作用時(shí),總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 慣性:物體具有保持原來的靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)叫做慣性。
四、密度 ⒈密度ρ:某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,密度是物質(zhì)的一種特性。 公式: m=ρV 國際單位:千克/米3 ,常用單位:克/厘米3, 關(guān)系:1克/厘米3=1*103千克/米3;ρ水=1*103千克/米3; 讀法:103千克每立方米,表示1立方米水的質(zhì)量為103千克。
⒉密度測定:用托盤天平測質(zhì)量,量筒測固體或液體的體積。 面積單位換算: 1厘米2=1*10-4米2, 1毫米2=1*10-6米2。
五、壓強(qiáng) ⒈壓強(qiáng)P:物體單位面積上受到的壓力叫做壓強(qiáng)。 壓力F:垂直作用在物體表面上的力,單位:牛(N)。
壓力產(chǎn)生的效果用壓強(qiáng)大小表示,跟壓力大小、受力面積大小有關(guān)。 壓強(qiáng)單位:牛/米2;專門名稱:帕斯卡(Pa) 公式: F=PS 【S:受力面積,兩物體接觸的公共部分;單位:米2?!?/p>
改變壓強(qiáng)大小方法:①減小壓力或增大受力面積,可以減小壓強(qiáng);②增大壓力或減小受力面積,可以增大壓強(qiáng)。 ⒉液體內(nèi)部壓強(qiáng):【測量液體內(nèi)部壓強(qiáng):使用液體壓強(qiáng)計(jì)(U型管壓強(qiáng)計(jì))。】
產(chǎn)生原因:由于液體有重力,對(duì)容器底產(chǎn)生壓強(qiáng);由于液體流動(dòng)性,對(duì)器壁產(chǎn)生壓強(qiáng)。 規(guī)律:①同一深度處,各個(gè)方向上壓強(qiáng)大小相等②深度越大,壓強(qiáng)也越大③不同液體同一深度處,液體密度大的,壓強(qiáng)也大。
[深度h,液面到液體某點(diǎn)的豎直高度。] 公式:P=ρgh h:單位:米; ρ:千克/米3; g=9.8牛/千克。
⒊大氣壓強(qiáng):大氣受到重力作用產(chǎn)生壓強(qiáng),證明大氣壓存在且很大的是馬德堡半球?qū)嶒?yàn),測定大氣壓強(qiáng)數(shù)值的是托里拆利(意大利科學(xué)家)。托里拆利管傾斜后,水銀柱高度不變,長度變長。
1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=76厘米水銀柱高=1.01*105帕=10.336米水柱高 測定大氣壓的儀器:氣壓計(jì)(水銀氣壓計(jì)、盒式氣壓計(jì))。 大氣壓強(qiáng)隨高度變化規(guī)律:海拔越高,氣壓越小,即隨高度增加而減小,沸點(diǎn)也降低。
六、浮力 1.浮力及產(chǎn)生原因:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)對(duì)它向上托的力叫浮力。方向:豎直向上;原因:液體對(duì)物體的上、下壓力差。
2.阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等于物體排開液體所受重力。 即F浮=G液排=ρ液gV排。
(V排表示物體排開液體的體積) 3.浮力計(jì)算公式:F浮=G-T=ρ液gV排=F上、下壓力差 4.當(dāng)物體漂浮時(shí):F浮=G物 且 ρ物G物 且 ρ物<ρ液 當(dāng)物體下沉?xí)r:F浮ρ液 七、簡單機(jī)械 ⒈杠桿平衡條件:F1l1=F2l2。力臂:從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離 通過調(diào)節(jié)杠桿兩端螺母使杠桿處于水位置的目的:便于直接測定動(dòng)力臂和阻力臂的長度。
定滑輪:相當(dāng)于等臂杠桿,不能省力,但能改變用力的方向。 動(dòng)滑輪:相當(dāng)于動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿,能省一半力,但不能改變用力方向。
⒉功:兩個(gè)必要因素:①作用在物體上的力;②物體在力方向上通過距離。W=FS 功的單位:焦耳 3.功率:物體在單位時(shí)間里所做的功。
表示物體做功的快慢的物理量,即功率大的物體做功快。 W=Pt。
物理的總結(jié)過,給你列一下:一、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(1)------直線運(yùn)動(dòng) 1)勻變速直線運(yùn)動(dòng) 1.平均速度V平=s/t(定義式) 2.有用推論Vt2-Vo2=2as 3.中間時(shí)刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/2 4.末速度Vt=Vo+at 5.中間位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t 7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo為正方向,a與Vo同向(加速)a>0;反向則a<0} 8.實(shí)驗(yàn)用推論Δs=aT2 {Δs為連續(xù)相鄰相等時(shí)間(T)內(nèi)位移之差} 9.主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;時(shí)間(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度單位換算:1m/s=3.6km/h。
注: (1)平均速度是矢量; (2)物體速度大,加速度不一定大; (3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是決定式; (4)其它相關(guān)內(nèi)容:質(zhì)點(diǎn)、位移和路程、參考系、時(shí)間與時(shí)刻〔見第一冊P19〕/s--t圖、v--t圖/速度與速率、瞬時(shí)速度〔見第一冊P24〕。 2)自由落體運(yùn)動(dòng) 1.初速度Vo=0 2.末速度Vt=gt 3.下落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計(jì)算) 4.推論Vt2=2gh 注: (1)自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),遵循勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律; (2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近較小,在高山處比平地小,方向豎直向下)。
(3)豎直上拋運(yùn)動(dòng) 1.位移s=Vot-gt2/2 2.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2) 3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(拋出點(diǎn)算起) 5.往返時(shí)間t=2Vo/g (從拋出落回原位置的時(shí)間) 注: (1)全過程處理:是勻減速直線運(yùn)動(dòng),以向上為正方向,加速度取負(fù)值; (2)分段處理:向上為勻減速直線運(yùn)動(dòng),向下為自由落體運(yùn)動(dòng),具有對(duì)稱性; (3)上升與下落過程具有對(duì)稱性,如在同點(diǎn)速度等值反向等。 二、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)(2)----曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力 1)平拋運(yùn)動(dòng) 1.水平方向速度:Vx=Vo 2.豎直方向速度:Vy=gt 3.水平方向位移:x=Vot 4.豎直方向位移:y=gt2/2 5.運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=(2y/g)1/2(通常又表示為(2h/g)1/2) 6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2 合速度方向與水平夾角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V0 7.合位移:s=(x2+y2)1/2, 位移方向與水平夾角α:tgα=y/x=gt/2Vo 8.水平方向加速度:ax=0;豎直方向加速度:ay=g 注: (1)平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度為g,通??煽醋魇撬椒较虻膭蛩僦本€運(yùn)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合成; (2)運(yùn)動(dòng)時(shí)間由下落高度h(y)決定與水平拋出速度無關(guān); (3)θ與β的關(guān)系為tgβ=2tgα; (4)在平拋運(yùn)動(dòng)中時(shí)間t是解題關(guān)鍵;(5)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度,當(dāng)速度方向與所受合力(加速度)方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
2)勻速圓周運(yùn)動(dòng) 1.線速度V=s/t=2πr/T 2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf 3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r 4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合 5.周期與頻率:T=1/f 6.角速度與線速度的關(guān)系:V=ωr 7.角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系ω=2πn(此處頻率與轉(zhuǎn)速意義相同) 8.主要物理量及單位:弧長(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);頻率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);轉(zhuǎn)速(n):r/s;半徑(r):米(m);線速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2。 注: (1)向心力可以由某個(gè)具體力提供,也可以由合力提供,還可以由分力提供,方向始終與速度方向垂直,指向圓心; (2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力等于合力,并且向心力只改變速度的方向,不改變速度的大小,因此物體的動(dòng)能保持不變,向心力不做功,但動(dòng)量不斷改變。
3)萬有引力 1.開普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:軌道半徑,T:周期,K:常量(與行星質(zhì)量無關(guān),取決于中心天體的質(zhì)量)} 2.萬有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67*10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上) 3.天體上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天體半徑(m),M:天體質(zhì)量(kg)} 4.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天體質(zhì)量} 5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s 6.地球同步衛(wèi)星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半徑} 注: (1)天體運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬有引力提供,F(xiàn)向=F萬; (2)應(yīng)用萬有引力定律可估算天體的質(zhì)量密度等; (3)地球同步衛(wèi)星只能運(yùn)行于赤道上空,運(yùn)行周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同; (4)衛(wèi)星軌道半徑變小時(shí),勢能變小、動(dòng)能變大、速度變大、周期變?。ㄒ煌矗?; (5)地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度和最小發(fā)射速度均為7.9km/s。 三、力(常見的力、力的合成與分解) 1)常見的力 1.重力G=mg (方向豎直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用點(diǎn)在重心,適用于地球表面附近) 2.胡克定律F=kx {方向沿恢復(fù)形變方向,k:勁度系數(shù)(N/m),x:形變量(m)} 3.滑動(dòng)摩擦力F=μFN {與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,μ:摩擦因數(shù),F(xiàn)N:正壓力(N)} 4.靜摩擦力0≤f靜≤fm (與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢方向相反,fm為最大靜摩擦力) 5.萬有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67*10-11N?m2/kg2,方向在它們的連線上) 6.靜電力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0*109N?m2/C2,方向在它們的連線上) 。
材料物理的特色方向在半導(dǎo)體物理,電子材料,微電子器件等領(lǐng)域,例如CPU。
對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué),物理基礎(chǔ)要求較高,著重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)展新型電子材料和微電子器件工藝,分析與設(shè)計(jì)等方向的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力 學(xué)科簡介 主干學(xué)科:材料科學(xué)、物理學(xué)。 主要課程:基礎(chǔ)物理、近代物理、固體物理、材料物理學(xué)等。
主干課程:物理學(xué)、基礎(chǔ)物理、近代物理、材料科學(xué)基礎(chǔ)、材料物理學(xué)、固體物理學(xué)、材料微觀結(jié)構(gòu)與測試分析方法及計(jì)算材料學(xué)。 主要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié):包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)論文等,一般安排10-20周。
修業(yè)年限:四年 授予學(xué)位:理學(xué)或工學(xué)學(xué)士 相似專業(yè):材料科學(xué)與工程,高分子材料與工程 就業(yè)方向 從事電子材料,微電子,信息技術(shù)及其相關(guān)領(lǐng)域的研究,例如微軟,Intel,貝爾-阿爾卡特等公司都很需要本專業(yè)的畢業(yè)生。 畢業(yè)生適合于在與材料相關(guān)的科研單位、大中型企事業(yè)單位、外資高新技術(shù)企業(yè)從事與材料物理相關(guān)的科研、教學(xué)和科技開發(fā)工作。
一、彈性和塑性在理論力學(xué)中,將所研究的物體看作剛體,即在載荷作用下物體不發(fā)生變形。
但剛體只是一種理想體,實(shí)際物體都是變形體,在外力作用下都會(huì)或多或少地發(fā)生形狀和尺寸的改變。材料力學(xué)以變形體為研究對(duì)象,著重研究物體在載荷作用下的變形、受力和破壞規(guī)律,為合理設(shè)計(jì)構(gòu)件提供基礎(chǔ)理淪和方法。
按變形規(guī)律的不同,變形體的變形有彈性變形和塑性變形兩種。當(dāng)載荷不超過某一限度時(shí),多數(shù)材料在去除載荷后能恢復(fù)原有的形狀和尺寸,材料的這種性質(zhì)稱為彈性。
去除載荷后能恢復(fù)的變形稱為彈性變形。當(dāng)載荷超過一定的限度時(shí),在去除載荷后變形只能部分恢復(fù),而殘留一部分變形不能恢復(fù),材料的這種性質(zhì)稱為塑性。
不能恢復(fù)而殘留下來的變形稱為塑性變形,也稱為永久變形。二、材料力學(xué)的基本任務(wù)機(jī)械設(shè)備的每一組成部分稱為構(gòu)件,當(dāng)機(jī)械設(shè)備工作時(shí),任一構(gòu)件都會(huì)受到載荷的作用。
如,船舶航行時(shí),其推進(jìn)軸系受到柴油機(jī)扭矩和螺旋槳推(或拉)力的作川。為保證機(jī)械設(shè)備的安全,每一構(gòu)件都應(yīng)有足夠的能力擔(dān)負(fù)起所承受的載荷,這種承載能力主要由以下三個(gè)方面來衡量:1)構(gòu)件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度,以保證構(gòu)件在工作中不會(huì)發(fā)生斷裂破壞或明顯的塑性變形。
所謂強(qiáng)度是指構(gòu)件抵抗破壞(斷裂或產(chǎn)生明顯的塑性變形)的能力。為保證機(jī)械構(gòu)件或零件的安全工作,首先要求在一定的載荷作用下不發(fā)生破壞。
例如,起重機(jī)鋼絲繩不允許被重物拉斷,齒輪的輪齒在彎曲和接觸應(yīng)力作用下不發(fā)生斷裂破壞,船舶傳動(dòng)軸不允許出現(xiàn)裂紋或過大的扭轉(zhuǎn)變形等。2)構(gòu)件應(yīng)具有足夠的剛度,以保證構(gòu)件工作時(shí)的彈性變形在規(guī)定的限度內(nèi)。
所謂剛度是指構(gòu)件在外力作用下抵抗變形的能力。構(gòu)件在載荷作用下,盡管不發(fā)生斷裂,但如果變形過大,也會(huì)影響構(gòu)件或零什間的配合關(guān)系使機(jī)械無法正常工作。
例如車床主軸變形過大就會(huì)影響加工精度,齒輪軸發(fā)生過大的彎曲變形就會(huì)使齒輪不能正常嚙合,并造成軸承不均勻磨損。3)構(gòu)件應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性,以使構(gòu)件在工作時(shí)不發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。
所謂穩(wěn)定性是指構(gòu)保持其原有平衡狀態(tài)的能力。有些機(jī)構(gòu)十的細(xì)長直桿,在壓力的作用下有被壓彎的可能,為保證這些受壓桿件的正常工作,要求它們始終保持原有的形態(tài),即要求原有的平衡形態(tài)保持不變。
如柴油機(jī)中的氣門頂桿、千斤頂?shù)穆輻U、液壓裝置的活塞桿等。為提高構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,可選用優(yōu)質(zhì)材料或加大構(gòu)件截面尺寸,但這與降低材料消耗、減少重量和節(jié)省成本是矛盾的。
材料力學(xué)的豐要任務(wù)就是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下,以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià),為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸,選扦適宜的材料;為構(gòu)件設(shè)計(jì)提供必要的理淪基礎(chǔ)和計(jì)算方法。三、材料力學(xué)的基本假設(shè)組成構(gòu)件的材料,其微觀結(jié)構(gòu)和性能—般都比較復(fù)雜。
研究構(gòu)件的受力和變形時(shí),如果考慮這些微觀結(jié)構(gòu)上的差異,不僅理論分析中會(huì)遇到極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)和物理問題,而且在將理論用于工程實(shí)際時(shí)也會(huì)帶來極大的不便。為簡單起見,在材料力中中,需要對(duì)材料作出一些合理的假定。
1.均勻連續(xù)性假設(shè)該假設(shè)認(rèn)為在構(gòu)什所占用的整個(gè)體積內(nèi),材料無間隙、均勻地分布于構(gòu)件所占的空間。從微觀結(jié)構(gòu)看,材料的粒子當(dāng)然不是處處連續(xù)分布的,但從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看,只要所考察的構(gòu)件的幾何尺寸足夠大,而且所考察的構(gòu)件中的每一點(diǎn)都是宏觀上的點(diǎn),則可以認(rèn)為構(gòu)件的全部休積內(nèi)材料是均勻、連續(xù)分布的。
根據(jù)這一假定,構(gòu)什內(nèi)的受力、變形等力學(xué)量可以表示為各點(diǎn)坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù),從而有利于建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。2.各向同性假設(shè)假?zèng)]材料沿各個(gè)方向具有相同的物理和力學(xué)性能。
根據(jù)這一假設(shè),可川一個(gè)參數(shù)描寫各點(diǎn)在各個(gè)方向上的某種力學(xué)性能。人多數(shù)工程材料雖然微觀上不是各向同性的,例如金屬材斟,其單個(gè)晶粒呈結(jié)晶各向異性,但當(dāng)它們形成多晶體聚集體的金屬時(shí),呈隨機(jī)取向,因而在宏觀上表現(xiàn)為各向同性。
3.小變形假設(shè)假設(shè)構(gòu)什在外力作用下所產(chǎn)生的變形與構(gòu)件本身的尺寸相比是很小的。根據(jù)這一假定,當(dāng)考察變形休的平衡問題時(shí),一般可以略去變形的影響,因而可以直接應(yīng)用工程靜力學(xué)方法;即在材料力學(xué)中,當(dāng)討論平衡問題時(shí),仍將沿用剛體的概念,采用靜力平衡方程式求解構(gòu)件所受的各種外力或約束力。
第二節(jié) 載荷、內(nèi)力和應(yīng)力一、載荷及其分類作用于機(jī)械構(gòu)件或零件上的各種外力(包括支座力)稱為載荷。按作用方式不同,載荷可分為體積載荷和表面載荷。
體積載荷是指連續(xù)分布于物體內(nèi)部的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上的載荷,如整體的重力和慣性力等。表面載荷是指作用于物體表面上的載荷,又可分為分布載荷和集中載荷。
連續(xù)作用在物體表面面積上的載荷稱為分布載荷,如作用在柴油機(jī)活塞頂上的燃?xì)鈮毫?。作用于船體上的水壓力等。
有些分布載荷是沿桿件的軸線作用的,稱為線載荷,如船體最骨聽受的作用力沿軸向分布。若外力的分布面積遠(yuǎn)小于軸線長度,就可當(dāng)作是作用于一點(diǎn)的集中載荷,如起貨鋼絲繩對(duì)吊臂的拉力、滾珠軸承對(duì)軸的反作用力等。
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