前言:最近有小伙伴想要学习下材料力学,这里收集一些材料力学的资源,供大家参考学习,以后遇到具体问题再详细分析吧!在实际工作中,这应该是做CAE仿真类工程师的必备基础。(注:参考资料见文末)

一、材料力学简介
材料力学主要是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定性及破坏极限的学科,是工程学和物理学的重要基础,广泛应用于各种工程学科,如:材料科学、机械工程、土木工程、航空航天等领域。
二、材料力学拾遗
1、材料力学的研究对象

轴线:中轴线、中心线。
横截面:垂直于梁的轴向的截面形状。
形心:截面图形的几何中心 。
2、塑性变形和弹性变形


3、杆件的四种基本变形形式
(1)轴向拉伸或压缩变形
受力特点:杆受一对大小相等,方向相反的纵向力,力的作用线与杆轴线重。变形特点: 相邻截面相互离开(或靠近)

(2)剪切变形受力特点:杆受一对大小相等,方向相反的横向力作用,力的作用线靠得很近。变形特点: 相邻截面相对错动.

(3)扭转变形
受力特点: 杆受一对大小相等,方向相反的力偶,力偶作用面垂直于杆轴线.变形特点: 相邻截面绕轴相对转动。

(4)弯曲变形
受力特点:杆受一对大小相等,方向相反的力偶作用,力偶作用面是包含(或平行)轴线的纵向面.变形特点:相邻截面绕垂直于力偶作用面的轴线作相对转动。

4、常用材料的力学性能

三、一些计算案列
1、轴力计算

2、求:截面m-m上的内力

3、扭矩图

五、总结
这里再汇总下一些重要的概念(笔者也温故知新了!)
1、应力与应变:应力是单位面积上所受的力,描述了力的分布;应变则是物体在外力作用下发生的形状和尺寸变化。
2、弹性与塑性:弹性是指材料在受力后能够恢复其原始形状的能力;塑性则是指材料在受力后发生永久变形的特性。
3、强度与刚度:强度是指材料抵抗破坏的能力;刚度则是指材料抵抗变形的能力。
4、静力学分析:通过截面法求解杆件的内力,进而计算应力分布。包括拉伸、压缩、剪切、扭转和弯曲等基本变形分析。
5、动力学分析:考虑时间因素,分析结构在动态载荷作用下的应力和应变响应。
6、强度理论:包括最大正应力理论、最大切应力理论、畸变能理论等,用于预测材料在复杂应力状态下的失效。
7、失效分析:根据材料的应力状态和强度理论,分析结构可能发生的断裂、屈服等失效模式。
8、材料性能:了解各种材料的弹性模量、屈服强度、断裂韧性等力学性能,以及它们的温度、时间相关性能。
9、材料选择:根据工程需求,综合考虑材料的性能、成本、加工性等因素,选择最适合的材料。
10、结构设计:根据力学原理和材料性能,设计满足强度、刚度、稳定性等要求的结构。
11、结构优化:运用优化理论和方法,对结构进行改进,以提高其性能、降低成本或满足其他特定需求。
12、实验方法:包括拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、冲击试验等,用于测定材料的力学性能和评估结构的性能。
13、测试技术:利用应变计、位移传感器、力传感器等仪器,对结构在实际工作条件下的应力和变形进行测试。
参考资料
1、材料力学的相关书籍

2、材料力学相关PPT

3、还有一些演示的动态GIF
